JPH06153148A - 映像信号記録再生装置 - Google Patents

映像信号記録再生装置

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Publication number
JPH06153148A
JPH06153148A JP4294099A JP29409992A JPH06153148A JP H06153148 A JPH06153148 A JP H06153148A JP 4294099 A JP4294099 A JP 4294099A JP 29409992 A JP29409992 A JP 29409992A JP H06153148 A JPH06153148 A JP H06153148A
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JP
Japan
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Pending
Application number
JP4294099A
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English (en)
Inventor
Shigeru Awamoto
繁 粟本
Shoichi Nishino
正一 西野
Toyohiko Matsuda
豊彦 松田
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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)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は映像信号を高能率符号化して記録再
生する映像信号記録再生装置に関するもので、高速サー
チ、スロー再生等の特殊再生時の再生画質の視覚的改善
を目的とする。 【構成】 フレーム間演算回路2と記録再生器6と補間
回路7とフレーム間逆演算回路11とを有し、フレーム
間演算回路2で連続2フレーム間の加算と減算を行って
得られたデータを高能率符号化した後、記録再生器6で
記録再生し、再生時は、高能率復号化を行った後、フレ
ーム間逆演算回路11で加減算処理を行って再生映像信
号を得る。特殊再生時は、補間回路7でデータ欠落部分
の補間を行い、フレーム間逆演算回路11で加算処理デ
ータのみを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号を磁気記録媒体
等に記録再生する映像信号記録再生装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】映像信号を記録再生する記録再生装置
(ビデオテープレコーダ(VTR)やビデオディスクな
ど)を構成するにあたり、長時間記録化のために映像信
号のデータ量を削減する高能率符号化技術または帯域圧
縮技術が用いられている。この高能率符号化技術として
は、例えば、画像のディジタル信号処理(吹抜敬彦、日
刊工業新聞社)第146頁から第195頁に例示される
ようなものが一般に用いられているが、これは隣接画素
間のレベル方向の相関や、周波数方向の冗長度等を利用
してデータ量削減を行うものである。
【0003】上記技術を用いてさらに高画質化や、長時
間記録化を図ろうとした場合、時間方向すなわちフレー
ム間の画素間の相関を用いてデータ量削減率の向上を図
る方法が考えられる。
【0004】これは例えば、2フレーム間での処理につ
いて考えた場合、連続する2フレームの映像信号におい
て、フレーム間で空間的に対応する画素間の和と差をと
り和フレームと差フレームの新たな2フレームのデータ
を得て、前記データを後の直行変換のために画素ブロッ
クに分割した後、和フレーム画素ブロックと差フレーム
画素ブロックのペアを符号化単位とし、DCT等の直交
変換符号化により周波数成分を表す係数に変換する。
【0005】そして前記係数のうち視覚的に検知されに
くい周波数空間で高域成分を表す係数および時間方向の
高域成分を表す差フレーム画素ブロックの係数の量子化
ステップサイズを粗くする、すなわち割り当てるビット
数を減らす等、それぞれの係数に適した量子化を施すこ
とにより、フレーム内処理の場合よりもさらに効率的な
データ量削減を図る。
【0006】前記データ量削減を図った記録データは記
録再生装置によって記録再生され、再生時には再生信号
データに対して、記録時と逆の逆量子化、直交変換復号
化処理を行って再生和フレームと再生差フレームを得、
その後再生和フレームと再生差フレームの和および差を
とることで2フレームの再生映像信号を得ることができ
る。
【0007】次に高速サーチ、スロー再生等の特殊再生
を行う場合について考える。例えば前記記録再生装置
が、回転ヘッドを磁気テープ上にヘリカルスキャンして
記録トラックを形成するVTRのようなものであった場
合、磁気テープの送り速度を速くすることで高速サー
チ、遅くすることでスロー再生が実現できる。
【0008】しかしながら、このとき回転ヘッドの軌跡
が複数の前記記録トラックを横切るため、記録媒体上に
記録されたデータのすべてを再生信号データとして得る
ことはできず、データの欠落(再生不能)部分が多く生
じる。この欠落部分については、過去の再生信号データ
を一旦メモリに記憶させておき、それを用いて欠落部分
の補間処理を行うのが一般的である。
【0009】この補間処理は、データ量削減を行わずに
全ての情報を記録する記録再生装置では被補間データの
空間的に隣接するデータを用いる手法が用いられたりす
る。しかし、前記画素ブロックに分割して直交変換等の
高能率符号化によってデータ量削減処理を行う記録再生
装置では、直交変換後のブロック内の各データは、それ
ぞれ異なる値の空間周波数成分に対応する係数になって
いるため、隣接データで補間することはできない。従っ
て補間処理は前記ブロック単位で行う。
【0010】この場合、被補間ブロックの隣接ブロック
を用いて補間処理を行うと、空間的な位置のかなり異な
るデータで補間することになり、画質劣化が目立つの
で、空間的に隣接するブロックではなく、フレーム内で
空間的に同じ位置となるところの、過去のフレームのブ
ロックを用いて補間処理を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例における記
録再生時のデータ処理課程を図3に示す。図3におい
て、(a)に示す入力映像信号データとそれを1フレー
ム遅延させたデータとの間で加減算処理を施すことによ
り(b)の和フレームデータ(A+B、C+D、・・
・)および差フレームデータ(A−B、C−D、・・
・)を得る。そしてそれぞれブロック化した前記和フレ
ームデータと差フレームデータとをペアとして符号化の
単位とし、符号化単位ごとに直交変換符号化および量子
化を行い、記録信号データ(c)を得る。
【0012】再生時、前記記録信号データ(c)を記録
媒体に記録再生して得られる再生信号データ(d)に対
して、高速サーチ等の特殊再生を行うことにより、例え
ば(d)で2p のフレーム内にデータ欠落が生じた場
合、(e)に示すようにひとつ前の1p のフレームすな
わち2フレーム前のデータで補間処理を行う。
【0013】そして、記録時と逆の逆量子化処理、直交
変換復号化、前記符号化単位のデータの分離処理を行っ
て(f)に示す再生和フレームデータ ((A+B)p 、(A+B)p 、(E+F)p 、・・
・) および再生差フレームデータ ((A−B)p 、(A−B)p 、(E−F)p 、・・
・) を得る。その後、前記再生和フレームデータと再生差フ
レームデータの加算を行って1/2倍したデータと、減
算を行って1/2倍し、さらにメモリ等で1フレーム期
間遅延させたものとを1フレーム毎に切り替えて出力さ
せることで、(g)に示す再生映像信号データを得る。
【0014】ところが(g)に示されるように、データ
欠落部分の補間処理が行われると、2フレームに渡って
データが補間されるため、Ap →Bp →Ap →Bp →E
p のフレーム順となる。このとき補間された部分の映像
信号内容が動きのあるものであった場合、Ap →Bp の
動きが2度繰り返され、Bp →Ap の部分で動きが逆戻
りすることになり、視覚的にちらつきを生じる。
【0015】さらに、(d)で2p のフレーム内に生じ
たデータ欠落部分とフレーム内で空間的に同位置の2p
以降(3p 、・・・)のフレームのデータが連続して欠
落した場合、補間処理によって2p 以降のフレーム内の
データ欠落部分も1p 内のデータで補間されるので、そ
のときの再生映像信号データは Ap →Bp →Ap →Bp →Ap →Bp →・・・ のようになり、Ap →Bp の動きが繰り返され、ダンシ
ングと言われる視覚的に大きな画質劣化を生じてしま
う。
【0016】本発明はかかる点に鑑み、入力映像信号の
時間方向の冗長成分を効果的に除去することで、データ
削減率向上や高画質化を図り、特殊再生時に補間処理が
行われた部分の画質劣化をできるだけ軽減することので
きる映像信号記録再生装置を提供することを目的とす
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、ディジタル化された連続する2フレームの
入力映像信号の、フレーム間の画素値の加算値で構成さ
れる和フレームデータと、減算値で構成される差フレー
ムデータとを得るフレーム間演算手段と、前記和フレー
ムデータと差フレームデータをまとめて新たな符号化単
位とする合成手段と、前記合成手段出力を高能率符号化
して符号化データとする高能率符号化手段と、前記符号
化データに所定の量子化ステップサイズを割り当てる量
子化手段と、前記量子化手段出力データを記録再生する
記録再生手段と、特殊再生時に前記記録再生手段から再
生して得られる再生信号データのデータ欠落部分を過去
のフレームのデータで補間する補間手段と、前記補間手
段出力に前記量子化手段と逆の処理を行う逆量子化手段
と、前記逆量子化手段出力を前記高能率符号化手段と逆
の処理を行って復号化する高能率復号手段と、前記高能
率復号手段出力を前記合成手段と逆の処理を行って再生
和フレームデータおよび再生差フレームデータに分離す
る分離手段と、通常時は前記再生和フレームデータと前
記再生差フレームデータの加算および減算を行い、前記
加算によって得られる再生フレームのデータを出力した
後、前記減算によって得られる再生フレームのデータを
順次出力し、特殊再生時は、前記再生和フレームデータ
と前記再生差フレームデータの加算値からなる再生フレ
ームのデータを2度連続して出力するフレーム間逆演算
手段とを少なくとも備えている。
【0018】
【作用】本発明は前記した構成により、特殊再生時にお
いては、前記再生和フレームと再生差フレームのフレー
ム間の加算処理結果のみを再生映像信号として出力する
ことで、前記補間処理部分の画像の動きのちらつきをな
くし、画質劣化を軽減することができる。
【0019】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。本実施例では、高能率符号化方法と
して、DCT等の直交変換を行う場合について考える。
従って、高能率符号化器として直交変換符号化回路を用
いる。また、本実施例では、連続2フレーム間の演算処
理として、フレーム間の加算と減算とを行う場合につい
て考える。
【0020】図1は本発明の一実施例における映像信号
記録再生装置のブロック図を示すものである。以下その
動作について図1を参照しながら説明する。
【0021】図1において、1はディジタル化された映
像信号の入力端子、2はフレーム間演算回路、3は合成
回路、4は直交変換符号化回路、5は量子化回路、6は
記録再生器、7は補間回路、8は逆量子化回路、9は直
交変換復号回路、10は分離回路、11はフレーム間逆
演算回路、12は出力端子である。
【0022】フレーム間演算回路2は、フレームメモリ
201、加算器202、減算器203で構成され、フレ
ーム間逆演算回路11は、加算器1101、加減算器1
102、フレームメモリ1103、切り替えスイッチ1
104で構成されるものとする。
【0023】入力端子1から入力されたディジタル化さ
れた映像信号は、フレーム間演算回路2に入力され、さ
らにフレームメモリ201で1フレーム期間の遅延を施
される。そしてフレーム間演算回路2に入力された映像
信号データと、それと同時刻にフレームメモリ201か
ら出力される1フレーム前の映像信号データは、それぞ
れ加算器202および減算器203に入力され、それぞ
れ連続2フレーム間の画素間で加算および減算処理が行
われ、和フレームデータおよび差フレームデータを得
る。
【0024】次に、合成回路3で加算器202出力の和
フレームデータと減算器203出力の差フレームデータ
をペアにして新たな符号化単位とする。これは例えば、
和フレームデータと差フレームデータそれぞれを、次段
の直交変換符号化のためにn×m(n,m=2、3、
4、・・・)画素毎にブロック化し、その後フレーム内
で空間的に同位置の和フレームデータの画素ブロックと
差フレームデータの画素ブロックとをひとまとめにし、
2×n×m画素からなる符号化単位ブロックを構成する
ような処理を行うものである。
【0025】直交変換符号化回路4は、合成回路3から
入力されたデータに対して直交変換を施し、直交変換係
数である符号化データを得る。量子化回路5は前記符号
化データ、すなわち直交変換係数を前記符号化単位ブロ
ック毎に符号量を制御して所定の量子化ステップサイズ
で各符号化データの量子化を行い、割り当てビット数を
減らすことでデータ量削減を図る。
【0026】そして、量子化回路5出力データを記録信
号データとし、記録再生器6で記録を行う。
【0027】通常再生時、記録再生器6からの再生信号
データは補間回路7では何も行われず、そのまま逆量子
化回路8で記録時と逆の逆量子化処理を施されて、直交
変換係数である再生符号化データとなり、直交変換復号
回路9で直交変換復号化を行い、再生和フレームデータ
画素ブロックと再生差フレームデータ画素ブロックのペ
アからなる前記符号化単位毎のデータを得る。
【0028】次に、直交変換復号回路9出力データは、
分離回路10で再生和フレームデータと再生差フレーム
データとに分離され、次段のフレーム間逆演算回路11
に入力される。
【0029】フレーム間逆演算回路11では、あらかじ
め加減算器1102で減算処理を行うように設定してお
き、前記再生和フレームデータと再生差フレームデータ
の画素間の加算を加算器1101で、減算を加減算器1
102でそれぞれ行う。
【0030】そして、加減算器1102出力データをフ
レームメモリ1103で1フレーム期間だけ遅延させて
おき、切り替えスイッチ1104で加算器1101出力
データとフレームメモリ1103出力データとをフレー
ム単位で切り替えることで、出力端子12に連続したフ
レームの再生映像信号を得る。
【0031】一方、特殊再生時においては、記録再生器
6からの再生信号データには、データの欠落が発生して
おり、補間回路7で前記欠落データとフレーム内で同位
置の過去のフレームすなわち2フレーム前のデータを用
いて、前記符号化単位毎に補間処理を行う。
【0032】補間回路7で補間処理されたデータは、逆
量子化回路8で記録時と逆の逆量子化処理を施されて、
直交変換係数であるところの再生符号化データとなり、
直交変換復号回路9で直交変換復号化を行い、再生和フ
レームデータ画素ブロックと再生差フレームデータ画素
ブロックのペアからなる前記符号化単位毎のデータを得
る。
【0033】直交変換復号回路9出力データは、分離回
路10で再生和フレームデータと再生差フレームデータ
とに分離され、次段のフレーム間逆演算回路11に入力
される。
【0034】フレーム間逆演算回路11では、特殊再生
時はあらかじめ加減算器1102で加算処理を行うよう
に設定を変更し、加算器1101および加減算器110
2ともに前記再生和フレームデータと再生差フレームデ
ータの画素間の加算を行うようにする。
【0035】加減算器1102で加算処理されたデータ
はフレームメモリ1103で1フレーム期間だけ遅延さ
せておき、切り替えスイッチ1104で加算器1101
出力データとフレームメモリ1103出力データとをフ
レーム単位で切り替えることで、出力端子12に図3
(h)に示すような再生映像信号を得る。
【0036】このとき、(h)において再生映像信号の
フレームの順序は Ap →Ap →Ap →Ap →Ep となり、Ap のフレームが連続することで映像信号内容
の動きは間欠的になるが、動き部分の往復動作によるち
らつきがなくなり、視覚的画質改善を図ることができ
る。
【0037】以上説明したように、本実施例によれば、
前記した構成により、特殊再生によって発生したデータ
欠落部分を2フレーム前のデータで補間し、さらに前記
再生和フレームデータと再生差フレームデータの画素間
の加算結果のみを出力することで、特殊再生時に画像デ
ータが欠落により更新されない場合に生じる画質劣化の
視覚的改善を図ることができる。しかも、フレーム間逆
演算回路11の中の加減算器1102の処理内容の制御
によって容易に実現でき、その実用的効果は大きい。
【0038】なお、入力映像信号データの2フレーム間
の加減算を行い、前記加減算を行ったデータ間で再び加
減算を行うと、演算結果は入力映像信号データの2倍の
値となるが、このことについては、演算の精度や回路規
模の都合等を考慮して適当なところでデータ値を1/2
倍しておけばよい。
【0039】また、本実施例ではフレーム間逆演算回路
11で加減算器1102を用いてデータ間の和差処理の
切り替えを行ったが、図2に示すように加減算器110
2をデータ間の減算処理のみを行う減算器11002と
し、切り替えスイッチ1105を新たに設けることによ
り、特殊再生時は切り替えスイッチ1105を加算器1
101出力側に接続することで、図3(h)と同じフレ
ーム順序の再生映像信号を得ることができ、同様の効果
が得られる。
【0040】なお、本実施例で高能率符号化方法とし
て、DCT等の直行変換を行う場合について考えたが、
DPCMやADRC等の高能率符号化方法を用いる場合
も同様の効果が得られる。
【0041】また、本実施例では、連続2フレーム間の
演算処理として、フレーム間の単純な加算および減算を
行う場合について考えたが、データに重み付けを行った
後に加減算を行うようなものであってもよい。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、連
続する2フレームの映像信号の画素間の加減算を行って
和フレームと差フレームを得て、それぞれに適した量子
化及び符号化を施すことにより、空間方向のみならず時
間方向も含んで視覚特性に適合した効率的なデータ量削
減が可能となり大幅なデータ量削減(圧縮)または高画
質化が可能となる。
【0043】さらに、特殊再生時に生じたデータ欠落部
分を2フレーム前のデータで補間し、さらに前記再生和
フレームデータと再生差フレームデータの間の加算処理
結果のみを再生映像信号として出力することで、前記補
間部分の画像の動きの逆戻りによるちらつきを軽減する
ことができ、特殊再生時の再生画像の視覚的画質改善を
図ることができる。しかも本発明の効果を得るための追
加回路はわずかであり、その実用効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における映像信号記録再生装
置のブロック図
【図2】本実施例におけるフレーム間逆演算回路の他の
例を示すブロック図
【図3】従来の映像信号記録再生装置および本実施例の
動作を説明するための各構成要素間の信号データの並び
【符号の説明】
2 フレーム間演算回路 3 合成回路 4 直行変換符号化回路 5 量子化回路 6 記録再生器 7 補間回路 8 逆量子化回路 9 直行変換復号化回路 10 分離回路 11 フレーム間逆演算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル化された連続する2フレームの
    入力映像信号の、フレーム間の画素値の加算値で構成さ
    れる和フレームデータと、減算値で構成される差フレー
    ムデータとを得るフレーム間演算手段と、前記和フレー
    ムデータと差フレームデータをまとめて新たな符号化単
    位とする合成手段と、前記合成手段出力を高能率符号化
    して符号化データとする高能率符号化手段と、前記符号
    化データに所定の量子化ステップサイズを割り当てる量
    子化手段と、前記量子化手段出力データを記録再生する
    記録再生手段と、特殊再生時に前記記録再生手段から再
    生して得られる再生信号データのデータ欠落部分を過去
    のフレームの再生信号データで補間する補間手段と、前
    記補間手段出力に前記量子化手段と逆の処理を行う逆量
    子化手段と、前記逆量子化手段出力に前記高能率符号化
    手段と逆の処理を行って復号化する高能率復号手段と、
    前記高能率復号手段出力を前記合成手段と逆の処理を行
    って再生和フレームデータおよび再生差フレームデータ
    に分離する分離手段と、通常時は前記再生和フレームデ
    ータと前記再生差フレームデータの加算および減算を行
    い、前記加算によって得られる再生フレームのデータを
    出力した後、前記減算によって得られる再生フレームの
    データを順次出力し、特殊再生時は、前記再生和フレー
    ムデータと前記再生差フレームデータの加算値からなる
    再生フレームのデータを2度連続して出力するフレーム
    間逆演算手段とを少なくとも有することを特徴とする映
    像信号記録再生装置。
JP4294099A 1992-11-02 1992-11-02 映像信号記録再生装置 Pending JPH06153148A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012095310A (ja) * 2003-09-04 2012-05-17 Qualcomm Inc ビデオ・コード変換のための変換ドメイン・サブ−サンプリング

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012095310A (ja) * 2003-09-04 2012-05-17 Qualcomm Inc ビデオ・コード変換のための変換ドメイン・サブ−サンプリング

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