JPH0585110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、圧縮画像データ記録媒体の特定領
域に、画像単位内予測符号化により圧縮した動画
像に関する索引データを記録するようにした動画
像の圧縮記録方式に関する。

［従来の技術］ カラー動画の圧縮記録に用いられる高能率符号
化方式は、画像の１画素当たりの平均ビツト数低
減に有効であり、とりわけ画像単位であるフレー
ム間のDPCM（差分パルス符号変調）を用いた予
測符号化方式は、フレーム間相関が高いためにフ
レーム差分信号が小さいテレビジヨン信号の処理
に好適であるとされている。同予測符号化方式
は、Ｘ−Y2次元画像平面内の画素に関する画像
データから、１フレーム前のデータを用いて予測
した予測値を差し引き、その差分を予測誤差デー
タとして符号化することで圧縮する方式である。

しかして、予測誤差データはほぼラプラス分布
で近似できることから、第２図に示す従来の圧縮
画像データ記録・再生システム１では、記録系に
用いる符号器２内の量子化回路３として、対数圧
縮による非線形量子化回路を用いている。符号器
２は、入力画像データをその予測値との差分をと
る減算器４を介して量子化回路３に供給する。量
子化回路３にてレベル値からレベル番号に変換さ
れた予測誤差データは、一つは符号変換回路５に
て不等長符号に変換され、CD−ROM６に記録さ
れる一方、局部復号器７を介して減算器４に帰還
される。この局部復号器７は、量子化の逆処理す
なわちレベル番号をレベル値に逆変換する逆量子
化回路８の出力を予測器９を介して減算器４に供
給する一方、予測器９の入力側に設けた加算器１
０に正帰還する。

ところで、予測器９は、本例の場合、フレーム
間予測回路９ａとフレーム内予測回路９ｂを並列
接続し、切り替えスイツチ９ｃによりいずれか一
方を選択的に減算器４に接続する構成としてあ
る。これは、シーンチエンジ（場面転換）があつ
た場合に、シーンチエンジ後の先頭画像は前フレ
ームの画像信号とは相関をもたないため、フレー
ム間予測符号化を施すよりも、画像のフレーム内
相関を用いるフレーム内予測符号化を行う方が符
号化効率が良いからである。本例の場合、シーン
チエンジに際し、シーンチエンジ情報発生回路１
１ａからのシーンチエンジ情報にもとづいて予測
モード制御回路１１が作動し、切り換えスイツチ
９ｃをフレーム内予測回路９ｂ側に切り換える。
従つて、シーンチエンジ後に初めてCD−ROM６
に記録される予測誤差データＥ(1)′は、予測器９
に対しフレーム内予測モードが設定されること
で、 Ｅ(1)′＝Ｆ［Ｖ(1)］ となる。ただし、ダツシユ符号は、フレーム内予
測によるものであることを示しており、Ｆはフレ
ーム内予測符号化のための符号化関数である。そ
して第１フレームに続く第２フレームからは予測
器９に対しフレーム間予測モードが設定されるた
め、第ｉフレームの画像については、 Ｅ(i)＝Ｖ(i)−Ｖ(i) ＝Ｖ(i)−Ｖ（ｉ−１） なる演算により得られた予測誤差データＥ(i)が、
CD−ROM６に記録された。ただし、Ｖ(i)はＶ(i)
の予測値すなわち１フレーム前の画像データＶ
（ｉ−１）である。

一方、CD−ROM６から読み出された予測誤差
データＥ(i)或はＥ(i)′を復号する復号器１２は、
不等長符号化により符号変換された予測誤差デー
タを逆変換し、等長符号に戻す符号逆変換回路１
３と、符号逆変換回路１３の出力を逆量子化する
逆量子化回路１４と、逆量子化回路１４の出力予
測誤差データから画像データＶ(i)を形成する加算
器１５及び予測器１６からなる。逆量子化回路１
４の出力は、加算器１５を経て出力される一方、
予測器１６を介して加算器１５に正帰還され、予
測誤差データとその復号出力の巡回加算によつ
て、画像データＶ(i)が再生される。予測器１６に
は、予測誤差データの生成過程で用いられた予測
モードに合わせて予測モードを切り替える予測モ
ード制御回路１７が接続してある。

なお、復号器１２において復号される画像デー
タＶ(i)は、ｉ＝１にあつては、 Ｖ(i)＝Ｇ［Ｅ(i)′］ として生成され、ｉ≧２にあつては、予測値Ｖ(i)
に予測誤差データＥ(i)を加算することで、 Ｖ(i)＝Ｖ(i)＋Ｅ(i) として生成される。ただし、Ｇはフレーム内復号
化関数を表す。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の圧縮画像データ記録・再生システム
１は、シーンチエンジがあつたかどうかは、通
常、フレーム内予測とフレーム間予測による各予
測誤差データの電力比較にもとづく機械的な判定
又は製作に携わるオペレータの判断等に委ねられ
るが、例えば動きのない背景を背に人物を撮影し
たような画像では、シーンチエンジもなく長時間
にわたつてほとんど同じ映像が連続するため、第
１フレームだけフレーム内予測が行われたあと
は、フレーム間予測が継続的に実行されることに
なる。そして、こうしたフレーム内予測誤差デー
タを殆どもたないで、フレーム間予測誤差データ
が大半を占めるCD−ROM６を再生する場合、最
初のシーンから再生する場合は問題ないが、中途
から再生したような場合に、次にフレーム内予測
による予測誤差データが得られるまでにかなりの
時間がかかつてしまい、その間およそ無意味な画
像が再生され続けるといつた問題点があつた。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題点を解決したものであ
り、動画像信号を画像単位内予測符号化を織り交
ぜつつ画像単位間予測符号化により圧縮し、圧縮
画像データ記録媒体に記録する動画像の圧縮記録
方式であつて、前記圧縮画像データ記録媒体の特
定領域に、前記画像単位内予測符号化により圧縮
した動画像の索引データを記録することを特徴と
するものである。

［作用］ この発明は、動画像信号を画像単位内予測符号
化を織り交ぜつつ画像単位間予測符号化により圧
縮し、圧縮画像データ記録媒体に記録するととも
に、前記圧縮画像データ記録媒体の特定領域に、
前記画像単位内予測符号化により圧縮した動画像
の索引データを記録することより、圧縮画像デー
タ記録媒体を途中再生する場合に、索引データの
検索を通じて、最寄りの画像単位内予測符号化に
よる圧縮画像データを呼び出し、再生初期の画像
生成に供し得るようにする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図を参
照して説明する。第１図は、この発明の動画像の
圧縮記録方式を適用した圧縮画像データ記録・再
生システムの一実施例を示すシステム構成図であ
る。

第１図中、圧縮画像データ記録・再生システム
２１は、圧縮画像データの記録媒体であるCD−
ROM６の特定領域に、フレーム単位内予測符号
化により圧縮した動画像の索引データを記録し、
再生時の検索に有効活用しようとするものであ
る。２２は、書き込みバツフア装置であり、符号
変換回路５の出力である予測誤差データとフレー
ム内予測符号化を施したフレームに関する索引デ
ータを、一時記憶する。この一時記憶は、例えば
多チヤンネル記録が可能な磁気テープ等の記録媒
体を用いて行われ、異なるチヤンネルに分離記録
した予測誤差データと索引データは、索引デー
タ、予測誤差データの順で読み出され、CD−
ROM６の所定の記録領域に記録される。なお、
この実施例の場合、索引データは、フレーム内予
測符号化を施したフレームの番号或は対応予測誤
差データの記録位置を示すアドレスとして、CD
−ROM６の特定領域に記録される。また、CD−
ROM６の特定領域としては、例えば記録データ
の個々のフアイル名やアドレス或はフアイルサイ
ズやソースオブジエクト等を記録するデイレクト
リ領域が用いられる。

ところで、復号器１２内の予測モード制御回路
１７は、CD−ROM６の再生に先立ち、特定領域
に記録されたフレーム内予測符号化を施したフレ
ームデータを読み取り、必要に応じてフレーム内
予測誤差データを随意読み出すことができるよう
構成してある。従つて、一連の動画像を再生して
いる最中に、途中の一部を省略してそれよりも先
の動画像を再生する、いわゆる飛ばし見再生の要
求がなされた場合、飛ばし先の指定とともに、予
測モード制御回路１７が飛ばし先に記録された予
測誤差データのうち、フレーム内予測により符号
化されたデータを、索引データにもとづいて特定
することができる。そして、特定された索引デー
タから再生を開始することで、例えば初期画像形
成に役立たないフレーム間予測誤差データを再生
する手間を省き、最短時間をもつて飛ばし見再生
に着手することができる。

なお、飛ばし量を固定し、連続的かつ自動的に
飛ばし見再生を行う、いわゆるスキツプ再生につ
いても、索引データに従つてフレーム内予測誤差
データだけを選択再生することで、簡単に実行す
ることができる。

このように、圧縮画像データ記録・再生システ
ム２１は、動画像信号をフレーム内予測符号化を
織り交ぜつつフレーム単位間予測符号化により圧
縮し、CD−ROM６に記録するとともに、CD−
ROM６の特定領域に、フレーム内予測符号化に
より圧縮した動画像の索引データを記録するよう
にしたから、CD−ROM６を途中再生する場合
に、索引データの検索を通じて、最寄りのフレー
ム内予測符号化による圧縮画像データを呼び出
し、可及的速やかに再生初期画像の生成に供する
ことができ、さらにフレーム内予測符号化による
圧縮画像データだけを抽出して、選択的に再生す
ることにより、重要なシーンだけをスキツプしつ
つ再生することもでき、しかもこうした途中再生
や選択再生が、CD−ROM６の再生方向の正逆に
関係なく可能である。

なお、実施例では、圧縮画像データ記録媒体と
してCD−ROM６を用いたが、記録媒体はこれに
限定されず、他の例えばビデオテープ等であつて
もよい。

さらに、以上の説明において、画像単位間の相
関を利用した予測符号化方式として、フレーム間
差分符号化を例にとつたが、動き補償フレーム間
予測などの他の方式を用いることも可能である。
また、これらの符号化過程で生ずる予測誤差デー
タに対し、直交変換符号化やベクトル量子化を行
うことも可能である。例えば直交変換符号化を施
す場合は、符号器２内の量子化回路３の前段に直
交変換回路が、また逆量子化回路８の後段に逆直
交変換回路がそれぞれ必要である。この場合、記
録媒体に記録されるのは、変換係数成分に変換さ
れた予測誤差データとなるが、符号器２の本質に
変わりはない。また、ベクトル量子化を施す場合
は、符号器２内の量子化回路３の前段にベクトル
量子化のためのベクトル・インデツクス回路を、
また逆量子化回路８の後段に逆ベクトル量子化の
ためのベクトル・インデツクス逆変換回路を設け
るとよい。この場合、記録媒体に記録されるの
は、予測誤差データから変換されたベクトルイン
デツクスとなるが、符号器２の本質に変わりはな
い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、動画像信号
を画像単位内予測符号化を織り交ぜつつ画像単位
間予測符号化により圧縮し、圧縮画像データ記録
媒体に記録するとともに、前記圧縮画像データ記
録媒体の特定領域に、前記画像単位内予測符号化
により圧縮した動画像の索引データを記録するよ
うにしたから、圧縮画像データ記録媒体を途中再
生する場合に、索引データの検索を通じて、最寄
りの画像単位内予測符号化による圧縮画像データ
を呼び出し、可及的速やかに再生初期画像の生成
に供することができ、さらに画像単位内予測符号
化による圧縮画像データだけを抽出して、選択的
に再生することにより、重要なシーンだけをスキ
ツプしつつ再生することもでき、しかもこうした
途中再生や選択再生が、圧縮画像データ記録媒体
の再生方向の正逆に関係なく可能である等の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の動画像の符号化方式を適
用した圧縮画像データ記録・再生システムの一実
施例を示すシステム構成図、第２図は、従来の圧
縮画像データ記録・再生システムの一例を示すシ
ステム構成図である。 ９ａ……フレーム間予測回路、９ｂ……フレー
ム内予測回路、１１……予測モード制御回路、２
１……圧縮画像データ記録・再生回路、２２……
書き込みバツフア装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 動画像信号を画像単位内予測符号化を織り交
   ぜつつ画像単位間予測符号化により圧縮し、圧縮
   画像データ記録媒体に記録する動画像の圧縮記録
   方式であつて、前記圧縮画像データ記録媒体の特
   定領域に、前記画像単位内予測符号化により圧縮
   した動画像の索引データを記録することを特徴と
   する動画像の圧縮記録方式。