JPH0795530A - 画像圧縮記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直交変換により画像圧縮して記録し、サーチ
時に時間軸が入り乱れて再生されるブロックの大きさを
直交変換ブロックより小さな単位で行って、サーチ画像
の画質を改善する画像圧縮記録再生装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 画像信号をＤＣＴした変換係数のうち、サブ
ブロックデータ変換回路１０６でＤＣ係数と所定のＡＣ
係数の係数演算により、直交変換ブロックをＮ分割した
サブブロックの代表値データを得て、残りのＡＣ係数は
適応量子化、可変長符号化して量子化パラメータと共に
記録媒体１１１に記録し、通常再生時にはサブブロック
代表値データと可変長データ及びその量子化パラメータ
から再生画像を復号し、サーチ時はサブブロック画像デ
ータ発生回路１１９でサブブロック代表値データのみを
用いてサブブロック毎にサーチ画を復号する構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を画像圧縮し
て記録する画像圧縮記録再生装置に関し、特に高速再生
時に高画質の再生画像が得られる画像圧縮記録再生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に対する画像圧縮技術として、
画像データを２次元離散コサイン変換（以下単にＤＣＴ
と記す）した後、量子化し、可変長符号化する方式があ
りＪＰＥＧ国際標準にも採用されている。以下に、この
ような画像圧縮技術を用い画像信号のデータ量を削減し
て記録、再生する装置について説明する。

【０００３】図９は従来の画像圧縮されたデータを記録
再生する装置のブロック図である。図９において、９０
１は画像信号が入力する入力端子、９０２はフィールド
内ＤＣＴ符号化回路を用いた画像符号化部、９０３は記
録処理部、９０４は記録ヘッド、９０５は記録媒体、９
０６は再生ヘッド、９０７は再生処理部、９０８はフィ
ールド内ＤＣＴ復号化回路を用いた画像復号化部、９０
９は出力端子である。

【０００４】以上のように構成された従来の画像圧縮記
録再生装置について、その動作を説明する。

【０００５】まず、記録時、カメラ等から取り込まれた
画像は、入力端子９０１を介してフィールド内ＤＣＴ符
号化を行う画像符号化部９０２に入力されて、８画素＊
８ラインごとにブロック化される。ブロック化して得ら
れる８＊８のデータ行列は８＊８のＤＣＴ変換行列との
演算により直交変換され、記録データレートが所定レー
トに成るような量子化器により量子化された後、可変長
符号化されて記録処理部９０３に入力される。記録処理
部９０３では圧縮データに対して、誤り訂正符号の付
加、同期信号やＩＤ信号の付加、及び記録変調処理等が
行われ、記録ヘッド９０４を介して記録媒体９０５に記
録される。

【０００６】再生時は、記録媒体９０５から再生ヘッド
９０６を介して再生された信号に対し再生処理部９０７
で記録処理の逆処理が行われ、フィールド内ＤＣＴ復号
化回路から成る画像復号化部９０８で可変長復号化、逆
量子化、逆ＤＣＴすることにより再生画像が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
様な従来の構成では、通常再生、高速再生に関わらずＤ
ＣＴブロックを最小単位とする画像を復号することが基
本であり、高速再生時には、ＤＣＴブロック毎に時間軸
の入り乱れたサーチ画像になってしまう。画像圧縮を用
いない非圧縮の記録再生装置のサーチ画像は画素単位に
時間軸が入り乱れるのに対し、従来の画像圧縮記録再生
装置では、ＤＣＴブロック単位で時間軸の入り乱れたサ
ーチ画像しか得ることができない。特に、シーンチェン
ジなどのサーチ画像ではこのＤＣＴブロックが目につ
き、画面の内容が識別しにくいという欠点があった。

【０００８】更に、輝度信号と２つの色差信号から成る
コンポーネント信号を画像圧縮して記録する場合、例え
ばコンポーネント信号のサンプリング周波数がそれぞれ
４：２：２とすると、図６（Ａ）に示すような２つの輝
度信号ＤＣＴブロックと輝度信号ＤＣＴブロックの２倍
の面積の２種類の色差信号ＤＣＴブロックから成るマク
ロブロック単位に処理され、サーチ時に同一時間軸のコ
ンポーネント信号を復号しようとすると前記マクロブロ
ックが最小単位となるため、画面上でより大きな領域毎
に時間軸が入り乱れるサーチ画像となり、内容の識別が
より困難になるという欠点があった。

【０００９】本発明はかかる点に鑑み、サーチ時に入り
乱れるブロックの大きさを直交変換ブロック単位より小
さいな単位で行い、サーチ画像の識別を向上させる画像
圧縮記録再生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るため、画像信号を所定のブロック単位で直交変換係数
に変換する直交変換手段と、前記直交変換係数のＤＣ係
数と所定の低次ＡＣ係数から成る基本データを固定量子
化し、前記基本データ以外のＡＣ係数から成る精細デー
タを記録データ量が所定符号量になるような量子化パラ
メータで量子化して量子化係数データを出力する量子化
手段と、前記基本データの量子化係数データを用いた演
算により前記ブロックをＮ分割したサブブロックのそれ
ぞれの代表値データを得るサブブロックデータ変換手段
と、前記精細データの量子化係数データを可変長データ
に変換する可変長符号化手段と、前記サブブロックの代
表値データと前記可変長データと前記量子化パラメータ
を記録媒体上に記録する記録手段とを備え、通常再生時
には、前記サブブロックの代表値データに対し前記演算
の逆変換を施したのち逆量子化して得られる基本データ
と前記可変長データを可変長復号化したのち前記量子化
パラメータで逆量子化して得られる精細データから再生
画像を復元し、高速再生時には、前記サブブロックの代
表値データから再生画像を復元する構成である。

【００１１】

【作用】本発明は上記した構成により、所定の変換係数
の演算によりＤＣＴブロックをＮ分割したサブブロック
の代表値データを発生させて記録し、サーチ時にサブブ
ロック毎に時間軸の入り乱れたサーチ画を得ることがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例
における画像圧縮記録再生装置の信号処理ブロック図で
ある。

【００１３】図１において、１０１は画像信号が入力す
る入力端子、１０２は前記画像信号をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、１０３は前記ディジタル信号に
変換された画像信号を８＊８画素毎にブロック化するブ
ロック化回路、１０４は直交変換の一例であるＤＣＴを
行うＤＣＴ回路、１０５はＤＣＴ変換されたデータの量
子化を行う適応量子化回路、１０６はＤＣ及び低次ＡＣ
係数から成る基本データの量子化データからサブブロッ
ク単位の代表値データを発生させるサブブロックデータ
変換回路、１０７は前記基本データ以外のＡＣ係数から
成る精細データの量子化データを可変長データに変換す
る可変長符号化回路、１０８は前記サブブロックの代表
値データと前記可変長データ及び量子化パラメータを時
分割多重する多重回路、１０９は圧縮データに誤り訂正
符号の付加、同期信号やＩＤ信号の付加、及び記録変調
処理等を行う記録処理回路、１１０は記録ヘッド、１１
１は記録媒体である。

【００１４】１１２は記録媒体１１１に記録された信号
の再生を行なう再生ヘッド、１１３は再生信号に対し再
生等化、符号検出、誤り訂正処理などを行う再生処理回
路、１１４は再生データから前記サブブロックの代表値
データと前記可変長データ及び量子化パラメータを分離
する分離回路、１１５はサブブロックデータ変換回路１
０６の逆処理を行う第１のサブブロックデータ逆変換回
路、１１６は前記可変長データを複号する可変長復号化
回路、１１７は逆量子化回路、１１８は逆ＤＣＴ回路、
１１９はサブブロック代表値データからサブブロックの
画像データを発生させるサブブロック画像データ発生回
路、１２０は再生モードによってサブブロック画像デー
タ発生回路１１９からの出力と逆ＤＣＴ回路１１８から
の出力とを切り換える第１のスイッチ、１２１はブロッ
ク化されていたデータを画像データに並び換えるブロッ
ク統合回路、１２２はディジタルの画像信号をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器、１２３は画像信号が出力
される出力端子である。

【００１５】なお、本実施例では、ＤＣＴ変換係数のＤ
Ｃ係数と３つの低次ＡＣ係数からＤＣＴブロックを４分
割したサブブロックの代表値データを得る場合を例にと
って説明する。

【００１６】以上のように構成された本実施例の画像圧
縮記録再生装置について、以下その動作を説明する。ま
ず、入力端子１０１から入力した画像信号はＡ／Ｄ変換
器１０２でディジタル信号に変換されてブロック化回路
１０３に入力する。ブロック化回路１０３では８画素＊
８ライン毎にブロック化され、ＤＣＴ回路１０４に出力
する。ＤＣＴ回路１０４ではブロック化されたデータを
ＤＣＴ処理して適応量子化回路１０５に出力する。

【００１７】図２の（Ａ）は６４個のＤＣＴ変換係数を
示している。適応量子化回路１０５ではＤＣ係数及び３
つの低次ＡＣ係数（即ち、ａ00、ａ01、ａ10、ａ11）か
ら成る基本データを予め決められた量子化ステップで量
子化し、基本データ以外のＡＣ係数から成る精細データ
は可変長符号化後に所定の符号量に成るような量子化パ
ラメータで与えられるステップ幅で各係数の量子化を行
なう。サブブロックデータ変換回路１０６では、前記固
定量子化された基本データの係数間の和、及び差の演算
からブロックを４分割したサブブロックの代表値データ
を発生させる。

【００１８】ここでその代表値データを発生させる演算
を説明する。まず始めに、ＤＣ係数と垂直成分の最低次
の変換係数ａ10の２係数を用い、ＤＣＴブロックを２分
割したサブブロックの代表値データを算出する場合を説
明する。図２の（Ｂ）はａ00からａ70までのＤＣＴ係数
の基底関数を示している。係数の大きさはＤＣ係数はＤ
Ｃレベル、ＡＣ係数はそれぞれの基底関数の振幅を示し
ており、これらの基底関数に対して各係数値で重み付け
して加え合わせたものが画素レベル値となる。従って、
例えば２つの係数ａ00とａ10を用いて逆ＤＣＴすると、
図２の（Ｃ）の実線で示すように平均レベルａ00に振幅
ａ10のコサイン波形が重畳された画素レベル値が復号さ
れる。これを（数１）を用いて、破線で示すＤＣＴブロ
ックを２分割した領域のピーク値を代表値レベルとする
Ａ0 とＡ1 で近似することができる。

【００１９】（数１） Ａ0 ＝ ａ00 ＋ ａ10 Ａ1 ＝ ａ00 − ａ10 同様にして、２次元に拡張し、４つの変換係数ａ00、ａ
01、ａ10、ａ11を用いてＤＣＴブロックを４分割したサ
ブブロックの代表値レベルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを（数２）を
用いて得ることができる。

【００２０】（数２） Ａ ＝ ａ00 ＋ ａ01 ＋ ａ10 ＋ ａ11 Ｂ ＝ ａ00 − ａ01 ＋ ａ10 − ａ11 Ｃ ＝ ａ00 ＋ ａ01 − ａ10 − ａ11 Ｄ ＝ ａ00 − ａ01 − ａ10 ＋ ａ11 また、サブブロック代表値レベル算出の際にＡＣ係数は
０．７倍して上記和、及び差の演算を行えばサブブロッ
ク内の平均レベルを代表値とするサブブロックの代表値
データを算出することが出来る。

【００２１】このように基本データからサブブロックの
代表値データがサブブロックデータ変換回路１０６で発
生される。一方、前記基本データ以外のＡＣ係数からな
り量子化された精細データは、可変長符号化回路１０７
でハフマンコードに代表されるような可変長データに変
換される。これらサブブロックの代表値データと可変長
データは前記量子化パラメータと共に多重回路１０８で
予め決められたタイミングで時分割多重化されて記録処
理回路１０９、及び記録ヘッド１１０を介して記録媒体
１１１上に記録される。

【００２２】次に再生処理について説明する。通常再生
時は再生ヘッド１１２から再生される再生データに対
し、再生処理回路１１３で再生等化、符号検出、誤り訂
正処理などが行われ、分離回路１１４でサブブロックの
代表値データと可変長データとが分離される。前記サブ
ブロックの代表値データは第１のサブブロックデータ逆
変換回路１１５に入力し記録時の逆変換が行われ元の４
つのＤＣＴ変換係数（基本データ）に戻される。

【００２３】また、可変長データは可変長復号化回路１
１６で復号され、６０個の変換係数（精細データ）に戻
される。逆量子化回路１１７では前記基本データは予め
決められたステップで逆量子化され、前記精細データは
再生された量子化パラメータに従って逆量子化されて逆
ＤＣＴ回路１１８に入力する。逆ＤＣＴ回路１１８で
は、前記逆量子化された６４個の係数に対して逆ＤＣＴ
を行い、ブロック毎の画像データを復号する。ブロック
毎の画像データは、ブロック統合回路１２１でブロック
が統合され元の画像データの並びに並び換えられた後、
Ｄ／Ａ変換器１２２でアナログ信号に変換されて出力端
子１２３に出力する。

【００２４】次にサーチ時の処理について説明する。サ
ーチ時は、再生ヘッド１１２が記録トラックを横切るた
め時間軸の入り乱れたデータが再生される。分離回路１
１４はこの再生データの中から予め決められた場所に時
分割多重されているサブブロックの代表値データをサブ
ブロック画像データ発生回路１１９に出力する。サブブ
ロック画像データ発生回路１１９では順次新たに得られ
たサブブロック代表値データを更新しながらサブブロッ
クを構成する画素データを代表値データで置き換えてモ
ザイク画としてサーチ画像を復号する。

【００２５】ここで新たに得られた代表値データの更新
は、通常の記録再生装置でサーチ時に行われているよう
に、図には示していないが再生処理回路１１３で得られ
るエラーフラグを用いてメモリの書き込みを制御して行
う。サーチ画像は第１のスイッチ１２０を介してブロッ
ク統合回路１２１に入力し、画像データの並びに並び換
えられて出力する。

【００２６】以上説明したように本実施例によれば、画
像信号をブロック化して直交変換し、変換係数のＤＣ，
及び３つの低次ＡＣ係数からブロックを４分割したサブ
ブロックの代表値データを得て、残りのＡＣ係数は可変
長符号化して量子化パラメータと共に記録媒体上に記録
し、通常再生時にはサブブロック代表値データから逆変
換した４個の係数と可変長データを復号した残りのＡＣ
係数から再生画像を復号し、サーチ時はサブブロック代
表値データのみを用いてサブブロック毎にサーチ画を復
号することにより、時間軸の入り乱れる最小ブロックの
大きさをＤＣＴブロックの１／４にすることができ、非
圧縮記録再生装置のサーチ画像に近いイメージのより自
然で違和感がなくサーチ内容が識別しやすいサーチ画像
を得ることができる。

【００２７】また、サブブロックの代表値データは、画
像によらず固定量子化された変換係数から算出されてい
るのでサーチ時の入り乱れた再生データの中から分離さ
れたサブブロック代表値データ単独で画像データに復元
できる。また、変換係数のＤＣ及び３つの低次ＡＣ係数
は可変長符号化していないので、上記４係数は誤り伝搬
によって再生データが復号不能になることはなく、極端
な再生破綻が発生することがない。

【００２８】＜第２の実施例＞次に本発明の第２の実施
例について説明する。本実施例では、記録信号処理は第
１の実施例と同じであるが、再生時のサブブロック画素
データの復元の処理が異なるものである。図３は第２の
実施例の画像圧縮記録再生装置の再生信号処理のブロッ
ク図であり、第１の実施例と同じ動作をするものについ
ては同じ番号を付している。

【００２９】図３において、３０１は通常再生時は可変
長復号化回路１１６から出力される精細データを逆量子
化回路１１７へ入力し、サーチ時は、可変長データを零
にする第２のスイッチ、３０２は第２のサブブロックデ
ータ逆変換回路であり、第１の実施例の第１のサブブロ
ックデータ逆変換回路１１５と異なるのはサーチ時に得
られたサブブロック代表値データを順次更新して書き換
えて出力するメモリを持っていることである。従って、
サーチ時にＤＣＴ変換係数に逆変換する４つのサブブロ
ック代表値データは、図４（Ａ）に示すように異なるフ
ィールドのサブブロック代表値データの組合せとなって
いる。

【００３０】これら４つの代表値から記録時に行った係
数演算の逆処理を行い、それぞれのサブブロックの画素
レベルを近似して、表現するＤＣ係数と３つの低次ＡＣ
係数（図４（Ｂ）に示す）を算出する。このＤＣＴ変換
係数は、逆量子化回路１１７で予め決められたステップ
で逆量子化され、逆ＤＣＴ回路１１８で画素レベルに逆
変換される。サブブロック代表値データは、予め決めら
れた固定量子化された変換係数から算出されているの
で、このようにフィールド間で時間軸の入り乱れたもの
の単なる組合せであってもサブブロックの画素レベルを
近似するＤＣＴ係数を得ることができる。

【００３１】以上説明したように本実施例によれば、時
間軸が入り乱れて再生されるサブブロックの代表値デー
タを組合せて、記録時の演算の逆変換を行なって得られ
る直交変換係数データを逆直交変換してサーチ画像を復
元することが可能であり、サブブロック画像データ発生
回路は不要となり、回路の簡素化をはかってＤＣＴブロ
ックよりも小さい面積のサブブロック毎に入れ替わるサ
ーチ画像を得ることができる。

【００３２】＜第３の実施例＞次に、第３の実施例につ
いて説明する。図５は本実施例の画像圧縮再生装置の信
号処理ブロック図である。本実施例では入力画像信号と
して４：２：２コンポーネント信号を扱い、また、輝度
信号のＤＣＴブロックを２分割し、色差信号のＤＣＴブ
ロックを４分割して画面上の同一の領域のサブブロック
の代表値データを得る場合について説明する。

【００３３】図５において、５０１、５０２、５０３は
それぞれ輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃ１、Ｃ２のコン
ポーネント信号が入力する入力端子、５０４、５０５、
５０６は前記コンポーネント信号をそれぞれディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５０７は前記ディジタル
信号に変換されたコンポーネント信号をそれぞれ８＊８
画素毎にブロック化し、Ｙの２ブロックとＣ１とＣ２の
１ブロックからなるマクロブロックのデータを順次出力
するマクロブロック化回路、５０８は順次ブロック単位
のデータに対しＤＣＴを行うＤＣＴ回路である。

【００３４】５０９はＤＣＴ変換されたデータの量子化
を行う適応量子化回路、５１０は輝度信号のＤＣＴブロ
ックのＤＣ係数と１つのＡＣ係数とを用いて前記ＤＣＴ
ブロックを２分割し、色差信号のＤＣＴブロックはＤＣ
係数と３つの低次ＡＣ係数とを用いて前記ＤＣＴブロッ
クを４分割して画面上の同一の領域のサブブロックのコ
ンポーネント代表値データを発生させるサブブロックコ
ンポーネントデータ変換回路、５１１は前記サブブロッ
ク代表値データの算出に用いた係数以外のＡＣ係数から
成る精細データの量子化データを可変長データに変換す
る可変長符号化回路、５１２は前記サブブロックのコン
ポーネント代表値データと前記可変長データ及び量子化
パラメータを時分割多重する多重回路、５１３は多重デ
ータに誤り訂正符号の付加、同期信号やＩＤ信号の付
加、及び記録変調処理等を行う記録処理回路、５１４は
記録ヘッド、５１５は記録媒体である。

【００３５】５１６は記録媒体５１５に記録された信号
を再生する再生ヘッド、５１７は再生信号に対し再生等
化、符号検出、誤り訂正処理などを行う再生処理回路、
５１８は再生データから前記サブブロックのコンポーネ
ント代表値データと前記可変長データ及び量子化パラメ
ータを分離する分離回路、５１９はサブブロックコンポ
ーネントデータ変換回路５１０の逆処理を行うサブブロ
ックコンポーネントデータ逆変換回路、５２０は前記可
変長データを復号する可変長復号化回路、５２１は逆量
子化回路、５２２は逆ＤＣＴ回路である。

【００３６】５２３はサブブロックコンポーネント代表
値データからサブブロックの画像データを発生させるサ
ブブロックコンポーネント画像データ発生回路、５２４
は再生モードによってサブブロックコンポーネント画像
データ発生回路５２３からの出力と逆ＤＣＴ回路５２２
からの出力とを切り換える第３のスイッチ、５２５はブ
ロック化されていたデータを画像データに並び換えるマ
クロブロック統合回路、５２６、５２７、５２８はそれ
ぞれディジタルのコンポーネント信号Ｙ、Ｃ１、Ｃ２を
アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、５２９、５３
０、５３１はそれぞれコンポーネント信号が出力される
出力端子である。

【００３７】以上のように構成された本実施例の画像圧
縮記録再生装置について、以下その動作を説明する。

【００３８】入力端子５０１、５０２、５０３から入力
したコンポーネント信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器５０
４、５０５、５０６でディジタル信号に変換されて、マ
クロブロック化回路５０７で８＊８画素ごとのＤＣＴブ
ロックに分割されマクロブロック毎にデータが並び換え
られる。本実施例では、４：２：２コンポーネント信号
であるので例えば、輝度信号、２つの色差信号のサンプ
リング周波数は１３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚ、６．
７５ＭＨｚであり、８＊８画素毎に分割される領域は図
６（Ａ）に示すように、色差信号のＤＣＴブロックは輝
度信号の２倍の面積になる。

【００３９】マクロブロック化回路５０７からは、２つ
の輝度信号ＤＣＴブロックと２種類の色差信号ＤＣＴブ
ロックのデータがマクロブロックデータとして出力され
る。ＤＣＴ回路５０８には順次輝度信号と色差信号のＤ
ＣＴブロックのデータが入力し、それぞれのＤＣＴブロ
ック毎にＤＣＴを行う。図６（Ｂ）はマクロブロック単
位のＤＣＴ変換係数を示している。適応量子化回路５０
９では、輝度信号ＤＣＴブロックは図６（Ｂ）の黒丸で
示したＤＣ係数と１つの低次ＡＣ係数とを基本データＹ
とし、２種類の色差信号ＤＣＴブロックは図６（Ｂ）の
黒丸で示したそれぞれＤＣ係数と３つの低次ＡＣ係数を
基本データＣ１及び基本データＣ２として、それぞれ予
め決められた量子化ステップで量子化され、前記基本デ
ータ以外の図６（Ｂ）の白丸で示したＡＣ係数は精細デ
ータとして可変長符号化後の符号量が所定の符号量にな
るような量子化パラメータで与えられるステップ幅で量
子化される。

【００４０】サブブロックコンポーネントデータ変換回
路５１０では、図６（Ｃ）に示すような輝度信号は前記
基本データＹの２つの係数間の和、差からＤＣＴブロッ
クを２分割した各々の代表値データを算出し、色差信号
は前記基本データＣ１、基本データＣ２それぞれで、４
つの係数間の和、差からＤＣＴブロックを４分割したそ
れぞれの代表値データを算出し、画面上の同一の領域の
サブブロックコンポーネント代表値データ（Ｙａ、Ｃ１
ａ、Ｃ２ａ）、（Ｙｂ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）、（Ｙｃ、Ｃ
１ｃ、Ｃ２ｃ）、（Ｙｄ、Ｃ１ｄ、Ｃ２ｄ）それぞれを
サブブロック毎にパッキングして出力する。

【００４１】多重回路５１２ではパッキングされたサブ
ブロックのコンポーネント代表値データが記録媒体上で
まとまって記録されるように、サブブロックのコンポー
ネント代表値データと前記可変長データを前記量子化パ
ラメータと共に時分割多重して出力し、多重データは記
録処理回路５１３、記録ヘッド５１４を介して記録媒体
５１５上に記録される。

【００４２】次に再生時の処理について簡単に説明す
る。通常再生時は、記録時の処理と逆の処理を行い再生
されたサブブロックのコンポーネント代表値データと可
変長データから再生画像を復元し、サーチ時は、サブブ
ロックのコンポーネント代表値データからサブブロック
毎にサーチ画像復号する。

【００４３】以上説明したように、本実施例ではサンプ
リング周波数が異なるためコンポーネント信号間でＤＣ
Ｔブロックの画面上の大きさが異なっても、輝度信号と
２つの色差信号のＤＣＴブロックの分割する数を変える
ことにより、画面上の同一領域のサブブロックの輝度信
号と２つの色差信号の代表値データを得て、それぞれの
サブブロック毎にパッキングして記録することにより、
サーチ時の画面上の画素レベルは同一時刻のコンポーネ
ント信号から復元し、更に、時間軸の入り乱れるブロッ
クの大きさをマクロブロックの面積よりも小さなものに
することができ、識別し易いサーチ画像を得ることが出
来る。

【００４４】なお、本実施例では４：２：２コンポーネ
ント信号を例に取って説明したが、本実施例の効果はこ
れに限定されるものではなく、４：１：１コンポーネン
ト信号、あるいは４：２：０と呼ばれる色差信号が線順
次信号として扱われるコンポーネント信号など、コンポ
ーネント信号間でサンプリング格子が異なるものに同様
の効果が得られることは明かである。

【００４５】＜第４の実施例＞次に第４の実施例につい
て説明する。本実施例ではサブブロックの代表値データ
の算出の手段、及び可変長符号化する精細データの発生
の手段が異なるのでこの部分を特に詳細に説明する。図
７は本実施例の画像圧縮記録再生装置の記録時の画像圧
縮処理のブロック図である。図８は本実施例の画像圧縮
記録再生装置の再生時の画像復号処理のブロック図であ
る。

【００４６】図７において、７０１、７０２、７０３は
それぞれディジタル信号に変換された４：２：２コンポ
ーネント信号が入力する入力端子、７０４は前記コンポ
ーネント信号をそれぞれ８＊８画素毎にブロック化し、
Ｙの２ブロックとＣ１とＣ２の１ブロックからなるマク
ロブロックのデータを順次出力するマクロブロック化回
路、７０５は順次ブロック単位のデータに対しＤＣＴを
行うＤＣＴ回路、７０６は輝度信号のＤＣＴブロックは
ＤＣ係数と１つのＡＣ係数を用いて前記ＤＣＴブロック
を２分割し、色差信号のＤＣＴブロックはＤＣ係数と３
つの低次ＡＣ係数を用いて前記ＤＣＴブロックを４分割
して画面上の同一の領域のサブブロックのコンポーネン
ト代表値データを発生させるサブブロックコンポーネン
トデータ変換回路である。

【００４７】７０７はサブブロック毎の前記Ｙ、Ｃ１、
Ｃ２の３つのデータからなるコンポーネント代表値デー
タを３次元色空間のマッピングによりサブブロックベク
トルを発生させるベクトル量子化器、７０８は逆ベクト
ル量子化器、７０９は逆ベクトル量子化して得られたコ
ンポーネント代表値データからＤＣＴ変換係数に逆変換
するサブブロックコンポーネントデータ逆変換回路、７
１０はＤＣＴ回路７０５からのＤＣＴ変換係数から前記
逆変換して得られるＤＣＴ変換係数を係数毎に減算する
差分回路、７１１は前記差分データの量子化を行う適応
量子化回路、７１２は前記差分データの量子化データを
可変長データに変換する可変長符号化回路、７１３は前
記サブブロックベクトルと前記可変長データ及び量子化
パラメータを時分割多重する多重回路、７１４は多重デ
ータが出力する出力端子である。

【００４８】また、図８に於て、８０１は記録媒体から
再生され再生処理が施された再生データが入力する入力
端子、８０２は再生データから前記サブブロックベクト
ルと前記可変長データ及び量子化パラメータを分離する
分離回路、８０３は前記再生サブブロックベクトルを逆
量子化する逆ベクトル量子化器、８０４は逆ベクトル量
子化して得られた再生コンポーネント代表値データから
ＤＣＴ変換係数に逆変換するサブブロックコンポーネン
トデータ逆変換回路、８０５は前記再生可変長データを
復号する可変長復号化回路、８０６は逆量子化回路、８
０７は逆量子化回路８０６からのＤＣＴ変換係数と前記
サブブロックコンポーネントデータ逆変換回路８０４で
逆変換して得られるＤＣＴ変換係数とを係数毎に加算す
る加算回路である。

【００４９】８０８は逆ＤＣＴ回路、８０９はサブブロ
ックベクトルが示す３次元色空間のサブブロックの画像
データを発生させるサブブロックベクトルレベル発生回
路、８１０は再生モードによってサブブロック画像デー
タ発生回路８０９からの出力と前記逆ＤＣＴ回路８０８
からの出力とを切り換える第４のスイッチ、８１１はマ
クロブロック化されていたデータを画像データに並び換
えるマクロブロック統合回路、８１２、８１３、８１４
はそれぞれディジタルのコンポーネント信号Ｙ、Ｃ１、
Ｃ２が出力される出力端子である。

【００５０】以上のように構成された本実施例の画像圧
縮記録再生装置について、以下その動作を説明する。

【００５１】まず、入力端子７０１、７０２、７０３か
ら入力したコンポーネント信号は、マクロブロック化回
路７０４で８＊８画素ごとのＤＣＴブロックに分割され
マクロブロック毎にデータが並び換えられる。本実施例
も第３の実施例と同様に４：２：２コンポーネント信号
を扱うとすると、８＊８画素毎に分割される領域は図６
（Ａ）に示すように、色差信号のＤＣＴブロックは輝度
信号の２倍の面積になる。

【００５２】マクロブロック化回路７０４からは、２つ
の輝度信号ＤＣＴブロックと２種類の色差信号ＤＣＴブ
ロックのデータがマクロブロックデータとして出力され
る。ＤＣＴ回路７０５には順次輝度信号と色差信号のＤ
ＣＴブロックのデータが入力し、それぞれのＤＣＴブロ
ック毎にＤＣＴを行う。サブブロックコンポーネントデ
ータ変換回路７０６の動作は第３の実施例のものと同じ
であるが、第３の実施例では固定量子化された係数を処
理していたのに対し、本実施例ではＤＣＴ変換された係
数を直接用いて処理している。

【００５３】従って前記サブブロックコンポーネントデ
ータ変換回路７０６でも図６（Ｂ）に示す様に、輝度信
号は前記基本データＹの２つの係数間の和、差からＤＣ
Ｔブロックを２分割した各々の代表値データを算出し、
色差信号は前記基本データＣ１、基本データＣ２それぞ
れで、４つの係数間の和、差からＤＣＴブロックを４分
割したそれぞれの代表値データを算出し、画面上の同一
の領域のサブブロックのコンポーネント代表値データ
（Ｙａ、Ｃ１ａ、Ｃ２ａ）、（Ｙｂ、Ｃ１ｂ、Ｃ２
ｂ）、（Ｙｃ、Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ）、（Ｙｄ、Ｃ１ｄ、Ｃ
２ｄ）それぞれをサブブロック毎にパッキングして出力
する。

【００５４】ベクトル量子化器７０７はこのサブブロッ
ク毎の前記３次元データからなるコンポーネント代表値
データを３次元色空間のマッピングにより所定ビット数
のサブブロックベクトルを発生させ、多重回路７１３及
び逆ベクトル量子化器７０８に出力する。前記サブブロ
ックベクトルは、逆ベクトル量子化器７０８、サブブロ
ックコンポーネントデータ逆変換回路７０９を介して、
サブブロックベクトルが与えるＤＣＴ変換係数（基本デ
ータ）に逆変換される。差分回路７１０ではＤＣＴ回路
７０５からのＤＣＴ変換係数から前記逆変換して得られ
るＤＣＴ変換係数（基本データ）を係数毎に減算し、係
数差分データ（精細データ）を発生させる。

【００５５】この係数差分データは適応量子化回路７１
１で、可変長符号化後の符号量が所定の符号量になるよ
うな量子化パラメータで与えられるステップ幅で量子化
されたのち、可変長符号化回路７１２で可変長データに
変換される。多重回路７１３では前記サブブロックベク
トルと前記可変長データを前記量子化パラメータと共に
時分割多重して出力端子７１４に出力し、図には示して
いないが記録処理回路、記録ヘッドを介して記録媒体上
に記録される。ここで用いるサブブロックベクトルのビ
ット数が、例えば８ビットであれば、２５６色を示すベ
クトルが得られ、予め統計処理により前記係数差分デー
タが小さくなるものを設定すれば圧縮効率は改善され
る。

【００５６】次に再生時の処理について説明する。通常
再生時は、再生ヘッドから再生され、再生処理回路で再
生等化、符号検出、誤り訂正処理などの再生処理が行わ
れた再生データが入力端子８０１に入力する。分離回路
８０２では、前記再生データからサブブロックベクト
ル、可変長データ、及び量子化パラメータが分離され
る。再生サブブロックベクトルは逆ベクトル量子化回路
８０３、及びサブブロックコンポーネントデータ逆変換
回路８０４で逆ベクトル量子化して得られた再生コンポ
ーネント代表値データからＤＣＴ変換係数に逆変換さ
れ、再生基本データとなる。

【００５７】一方、前記再生可変長データは可変長復号
化回路８０５で復号され、逆量子化回路８０６で前記再
生量子化パラメータに従って逆量子化されて再生精細デ
ータとなる。前記再生基本データと再生精細データは、
加算回路８０７で係数毎に加算され、逆ＤＣＴ回路８０
８で逆ＤＣＴされてマクロブロック毎の再生画像データ
となる。このマクロブロック毎の再生画像データはマク
ロブロック統合回路８１１で通常の画像データの並びに
に並び換えられ、出力端子８１２、８１３、８１４それ
ぞれにディジタルのコンポーネント信号Ｙ、Ｃ１、Ｃ２
が出力される。

【００５８】次に、サーチ時の処理について説明する。
サーチ時は、サブブロックベクトルからサブブロック毎
にサーチ画像復号する。サブブロックベクトルレベル発
生回路８０９では、分離回路８０２から出力するサブブ
ロックベクトルを順次新たに得られたものを更新しなが
らサブブロックベクトルが示す３次元色空間のサブブロ
ックの画像データを発生させる。このサブブロック画像
データは第４のスイッチ８１０を介してマクロブロック
統合回路８１１に入力し、画像データの並びに並び換え
られて出力する。

【００５９】以上説明したように本実施例では、ＤＣＴ
変換係数の所定の係数の演算とベクトル量子化により、
サブブロックの３次元色空間におけるベクトルを抽出
し、このベクトルを逆変換したＤＣＴ変換係数と入力画
像をＤＣＴ変換した変換係数との差分を量子化、及び可
変長符号化して、前記サブブロックベクトルと共に記録
することにより、サーチ時にを小さい領域毎に時間軸の
入り乱れるサーチ画像を得ることができ、更に、サブブ
ロックの代表値データに与える符号量を削減し、可変長
符号に多くの符号量を与えて画像圧縮できるので通常再
生の画質を改善することができる。

【００６０】なお、上記これまでの実施例では入力画像
データをＤＣＴする場合を例にとって説明したが、アダ
マール変換，ＬＯＴ等を適用することができ、これに限
定されるものではない。また、ブロック分割数もこれら
の実施例で説明したものに限定されるものではない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像信号を直交変換したデータのうち、ＤＣ係数と所定の
ＡＣ係数の係数演算により、直交変換ブロックをＮ分割
したサブブロックの代表値データを得て、残りのＡＣ係
数は適応量子化、可変長符号化して量子化パラメータと
共に記録媒体上に記録し、通常再生時にはサブブロック
代表値データと可変長データ及びその量子化パラメータ
から再生画像を復号し、サーチ時はサブブロック代表値
データのみを用いてサブブロック毎にサーチ画を復号す
ることにより、時間軸の入り乱れる最小ブロックの大き
さをＤＣＴブロックの１／Ｎにすることができ、非圧縮
記録再生装置のサーチ画像に近いイメージのより自然で
違和感がなくサーチ内容が識別しやすいサーチ画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像圧縮記録再
生装置の信号処理ブロック図

【図２】本発明の第１の実施例における画像圧縮記録再
生装置の動作を示す概念図

【図３】本発明の第２の実施例における画像圧縮記録再
生装置のブロック図

【図４】本発明の第２の実施例における動作を説明する
概念図

【図５】本発明の第３の実施例における画像圧縮記録再
生装置の信号処理ブロック図

【図６】本発明の第３の実施例における動作を説明する
概念図

【図７】本発明の第４の実施例における画像圧縮記録再
生装置のブロック図

【図８】本発明の第４の実施例における画像圧縮記録再
生装置のブロック図

【図９】従来の画像圧縮記録再生装置の信号処理ブロッ
ク図

【符号の説明】

１０３ ブロック化回路 １０４ ＤＣＴ回路 １０５ 適応量子化回路 １０６ サブブロックデータ変換回路 １０７ 可変長符号化回路 １０８ 多重回路 １１１ 記録媒体 １１４ 分離回路 １１５ 第１のサブブロックデータ逆変換回路 １１６ 可変長復号化回路 １１７ 逆量子化回路 １１８ 逆ＤＣＴ回路 １１９ サブブロック画像データ発生回路 １２０ 第１のスイッチ １２１ ブロック統合回路 １１１ 記録ヘッド ３０２ 第２のサブブロックデータ逆変換回路 ５０７ マクロブロック化回路 ５１０ サブブロックコンポーネントデータ変換回路 ５１９ サブブロックコンポーネントデータ逆変換回路 ５２３ サブブロックコンポーネント画像データ発生回
路 ５２５ マクロブロック統合回路 ７０７ ベクトル量子化器 ７０８ 逆ベクトル量子化器 ８０９ サブブロックベクトルレベル発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/133 Ｚ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を所定のブロック単位で直交変換
   係数に変換する直交変換手段と、前記直交変換係数のＤ
   Ｃ係数と所定の低次ＡＣ係数から成る基本データを固定
   量子化し、前記基本データ以外のＡＣ係数から成る精細
   データを記録データ量が所定符号量になるような量子化
   パラメータで量子化して量子化係数データを出力する量
   子化手段と、前記基本データの量子化係数データを用い
   た演算により前記ブロックをＮ分割（Ｎ＝２、３、…）
   したサブブロックのそれぞれの代表値データを得るサブ
   ブロックデータ変換手段と、前記精細データの量子化係
   数データを可変長データに変換する可変長符号化手段
   と、前記サブブロックの代表値データと前記可変長デー
   タと前記量子化パラメータを記録媒体上に記録する記録
   手段とを備え、 通常再生時には、前記サブブロックの代表値データに対
   し前記演算の逆変換を施したのち逆量子化して得られる
   基本データと前記可変長データを可変長復号化したのち
   前記量子化パラメータで逆量子化して得られる精細デー
   タから再生画像を復元し、高速再生時には、前記サブブ
   ロックの代表値データから再生画像を復元することを特
   徴とする画像圧縮記録再生装置。
2. 【請求項２】直交変換係数のＤＣ係数と所定の低次ＡＣ
   係数から成る基本データの量子化係数データを用いた係
   数演算は、前記基本データの量子化係数を復号して得ら
   れる各サブブロックの画素値のピーク値に対応するレベ
   ルをそれぞれのサブブロックの代表値データとすること
   を特徴とする請求項１記載の画像圧縮記録再生装置。
3. 【請求項３】直交変換係数のＤＣ係数と所定の低次ＡＣ
   係数から成る基本データの量子化係数データを用いた係
   数演算は、前記基本データの量子化係数を復号して得ら
   れる各サブブロックの画素値の平均値に対応するレベル
   をそれぞれのサブブロックの代表値データとすることを
   特徴とする請求項１記載の画像圧縮記録再生装置。
4. 【請求項４】高速再生時、時間軸が入り乱れて再生され
   るサブブロックの代表値データに対し、サブブロック毎
   にサブブロックの代表値データを用いてＤＣ再生して高
   速再生画像を復元することを特徴とする請求項１記載の
   画像圧縮記録再生装置。
5. 【請求項５】高速再生時、時間軸が入り乱れて再生され
   るサブブロックの代表値データに対し、記録時の演算の
   逆変換を行なって得られる直交変換係数データを逆直交
   変換して高速再生画像を復元することを特徴とする請求
   項１記載の画像圧縮記録再生装置。
6. 【請求項６】輝度信号と２つの色差信号がそれぞれＬ：
   Ｍ：Ｍの周波数でサンプリングされたコンポーネント信
   号を所定のブロック単位で直交変換係数に変換し、量子
   化係数データのＤＣ係数と所定の低次ＡＣ係数の演算に
   より前記ブロックを前記輝度信号はＩ分割、色差信号は
   Ｊ分割して画面上の同一領域のサブブロックの輝度信号
   と２つの色差信号の代表値データであるサブブロックの
   代表値データを出力することを特徴とする請求項１記載
   の画像圧縮記録再生装置。
7. 【請求項７】輝度信号と２つの色差信号がそれぞれＬ：
   Ｍ：Ｍの周波数でサンプリングされたコンポーネント信
   号を所定のブロック単位で直交変換係数に変換する直交
   変換手段と、前記直交変換係数のＤＣ係数と所定低次Ａ
   Ｃ係数の演算により前記ブロックを前記輝度信号はＩ分
   割、色差信号はＪ分割して画面上の同一領域のサブブロ
   ックの輝度信号と２つの色差信号の代表値データである
   サブブロックコンポーネント代表値データを出力するサ
   ブブロックデータ変換手段と、前記サブブロックの輝度
   信号と２つの色差信号の３次元の代表値データをベクト
   ル量子化してサブブロックベクトルを発生させるサブブ
   ロックベクトル発生手段と、前記サブブロックベクトル
   を逆量子化して得られる３次元の代表値データに対し前
   記演算の逆変換を行なって得られる変換係数である基本
   データと前記入力コンポーネント信号を直交変換した直
   交変換係数との差であるベクトル量子化差分データを得
   るベクトル量子化差分発生手段と、前記ベクトル量子化
   差分データを、記録データ量が所定符号量になるような
   量子化パラメータで量子化して量子化係数データを出力
   する量子化手段と、前記ベクトル量子化差分データの量
   子化係数データを可変長データに変換する可変長符号化
   手段と、前記サブブロックベクトルと前記可変長データ
   と前記量子化パラメータを記録媒体上に記録する記録手
   段とを備え、 通常再生時には、前記サブブロックベクトルに対し逆ベ
   クトル量子化、前記係数演算の逆演算して得られる基本
   データと前記可変長データを可変長復号化したたのち前
   記量子化パラメータで逆量子化して得られるベクトル量
   子化差分データから再生画像を復元し、高速再生時に
   は、前記サブブロックベクトルから再生画像を復元する
   ことを特徴とする画像圧縮記録再生装置。