JPH0856331A - 信号処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直ブランキング期間中に映像信号以外の制
御信号を付加してそのまま変換符号化処理に通しても、
制御信号の内容が破壊されないようにする。 【構成】 入力されたアナログの映像信号Ｓｖに対して
標本化処理及び量子化処理を施してデジタルの映像デー
タＤｖに変換するＡ／Ｄ変換器３と、このＡ／Ｄ変換器
３からの映像データＤｖに対して変換符号化処理及び再
量子化処理を施して映像データＤｖをデータ圧縮処理す
るデータ圧縮処理回路４とを有する記録系１において、
データ圧縮処理回路４のＦＤＣＴ回路の前段に、映像デ
ータＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分に量子
化歪みを受けないデータ列で構成された制御データブロ
ックＤｃＢを挿入する制御データブロック挿入回路３１
を接続して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号処理システムに関
し、特に、入力映像信号を標本化及び量子化してディジ
タルの映像データに変換した後、この変換後の映像デー
タを符号化して圧縮し、この圧縮後のデータを伝送路に
供給するあるいは記録媒体に蓄積する符号化装置と、伝
送路からのあるいは記録媒体に蓄積された圧縮データを
読み出して、この読み出した圧縮データを復号化して元
の映像信号に戻す復号化装置とを有する信号処理システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、高精細度の画像を伝送する、ある
いは光磁気ディスク等の記録媒体に蓄積するという画像
システムが提案されている。この画像システムは、変換
符号化（ブロック符号化）と可変長符号化によって画像
情報のデータ圧縮を実現している。

【０００３】空間面上の画像信号は、種々の画像を統計
的に見るとき、振幅方向に対して各画像サンプルの出現
確率は一様であるといえる。つまり偏りがない。一方、
変換符号化、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）後の係
数面上で見た場合には、周波数面で見る画像の性質を良
く反映して、低次ほどエネルギが集中し、高次に行くに
従って急速に減少する。つまり、偏りが大きい。

【０００４】この偏りを利用して、画像情報を効率よく
データ圧縮するのが可変長符号化であり、偏りを作るの
がＤＣＴなどの直交変換である。

【０００５】ところで、我々が使用する画像信号は、そ
の種類によって上記偏りの度合が変化する。従って、可
変長符号化を施した結果の情報もそれに従って変化す
る。これを例えばフィールド単位で一定量に収めようと
する処理として、係数面における再量子化が存在する。
前者の可変長符号化が無歪みの変換であるのに対して、
この再量子化処理は歪みを伴う処理である。

【０００６】ここで、ＤＣＴ変換−逆変換（ＩＤＣＴ）
における有効語長のイメージを図１９に示す。ＤＣＴ変
換を行なうということは、ＤＣＴ変換基底行列とブロッ
ク割りした映像信号の内積をとる作業であり、加算を行
なうたびに桁上がりがある。逆変換でも同じになるはず
だが、ＤＣＴ変換−逆変換の関係があるため、逆変換時
には打ち消し合って桁上がりを起こさない。この関係
と、ＤＣＴ変換−逆変換で単位行列が得られるように正
規化すると、図１９で示す有効語長のイメージになる。
なお、小数部は、出力語長の精度を出すために必要とな
る。そして、整数部と小数部を合わせたものが有効語長
である。

【０００７】次に、再量子化ステップによる歪みの出力
への影響のイメージを図２０に示す。この図２０は、再
量子化ステップと歪みの出力への影響と入出力語長及び
係数語長の関係を示したものである。

【０００８】いま、例えば８ビット精度の映像信号（輝
度信号Ｙ及び色差信号ＰＢ，ＰＲ）をそれぞれ水平、垂
直方向に４×４の画素の大きさのブロックに分割した場
合の２次元ＤＣＴ変換は、次式で表わされる。

【０００９】

【数１】

【００１０】そして、上記２次元行列形式のＤＣＴ変換
を一般的な形で表わすと、次のようになる。

【００１１】

【数２】

【００１２】また、２次元逆ＤＣＴ変換は、次式で表わ
される。

【００１３】

【数３】

【００１４】そして、上記２次元行列形式の逆ＤＣＴ変
換を一般的な形で表わすと、次のようになる。

【００１５】

【数４】

【００１６】このことから、ＤＣＴ変換→再量子化→逆
量子化→逆変換の一連の流れを一般的な形で表わすと、
以下のようになる。

【００１７】変換 ［Ｘ］＝（２／Ｎ）［ａ］［ｘ］［ｂ］^t 再量子化（特に式の上では示さないが、整数部で丸める
ものとする） ［ＸＬ］＝［Ｘ］（１／［Ｑｎ］） ［Ｑｎ］：再量子化マトリクス 逆量子化 ［ｉＸ］＝［ＸＬ］［Ｑｎ］ 逆変換 ［ｉｘ］＝（２／Ｎ）［ａ］^t ［ｉＸ］［ｂ］

【００１８】ここで、［Ｑ０］のとき、［ｉｘ］＝
［ｘ］を満足する限界の再量子化値としたとき、［Ｑ
０］に対して１桁多い再量子化マトリクス［Ｑ１］にお
ける上記一連の流れ（ＤＣＴ変換→再量子化→逆量子化
→逆変換）は、以下のようになる。

【００１９】変換 ［２Ｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］［２ｘ’］［ｂ］^t 再量子化 ［ＸＬ’］＝［２Ｘ’］（１／［Ｑ１］）＝［Ｘ’］
（１／［Ｑ０］） （［Ｑ１］＝２・［Ｑ０］）より ここで、再量子化の条件が［Ｑ０］のときと同じにな
る。 逆量子化 ［２ｉＸ’］＝［ＸＬ’］［Ｑ１］＝［ＸＬ’］［２Ｑ
０］ 逆変換 ［２ｉｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］^t ［２ｉＸ’］［ｂ］

【００２０】次に、［Ｑ０］に対して２桁多い再量子化
マトリクス［Ｑ２］における上記一連の流れ（ＤＣＴ変
換→再量子化→逆量子化→逆変換）は、以下のようにな
る。

【００２１】変換 ［４Ｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］［４ｘ’］［ｂ］^t 再量子化 ［ＸＬ’］＝［４Ｘ’］（１／［Ｑ２］）＝［Ｘ’］
（１／［Ｑ０］） （［Ｑ２］＝４・［Ｑ０］）より ここで、再量子化の条件が［Ｑ０］のときと同じにな
る。 逆量子化 ［４ｉＸ’］＝［ＸＬ’］［Ｑ２］＝［ＸＬ’］［４Ｑ
０］ 逆変換 ［４ｉｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］^t ［４ｉＸ’］［ｂ］

【００２２】以下同様である。

【００２３】具体的に、５回の演算を経て係数を得るよ
うな直交変換を想定した場合を図２１（ａ）に基づいて
説明する。なお、簡単のため、変換側では各演算によっ
てダイナミックレンジが２倍、即ち毎回桁上がりが起こ
るものとする。

【００２４】上記直交変換では、逆変換は、ＤＣＴ変換
との相関関係からダイナミックレンジの変化による繰り
上りが生じず、最終段のワードの入力語長分を上位ビッ
トから切り出すことによって逆変換を得る。

【００２５】いま、再量子化器において、１２ビットに
再量子化したときを考えると、逆変換では各演算でダイ
ナミックレンジの変化による繰り上りはないが、再量子
化による歪みには変換との相関関係がなく演算のたびに
その最大値は倍になる。その様子を図２１（ｂ）に示
す。この図２１（ｂ）において、斜線で示す部分が再量
子化による歪みを示し、この歪みが演算ごとに積み重な
っていくのがわかる。この場合、結果的に再量子化によ
る歪みが出力信号に含まれることになる。

【００２６】このように、変換符号化処理（ビットレー
トリダクション処理）は、基本的に映像情報の冗長度を
削減することによって実現しようとするが、それだけ
で、常に所望の固定レートに収めることはできない。従
って、歪みを伴う再量子化によって、情報量を圧縮し、
該圧縮データの総量調整を行なう必要が出てくる。な
お、該当する直交変換にとって難しい絵柄であるほど再
量子化によって圧縮する量が大きい。

【００２７】そのため、どこか視覚的に影響の少ない事
象で歪ませることが画像データの圧縮上都合がよい。直
交変換前の事象は空間面であるが、この空間面で再量子
化を行なうと、階調の欠落となって現われる。空間面上
の階調の欠落は人の目は敏感である。このことから、空
間面での再量子化は採用できない。

【００２８】直交変換後の事象は係数面であるが、係数
面での再量子化は係数の欠落となるが、これを空間面上
で見ると、ブロックを構成する各サンプル間の相関関係
の欠落となる。即ち、波形歪みとなって現われることに
なる。人の目は、波形歪みには寛容である。このことか
ら、歪みを伴う再量子化は係数面で行なうのが有利であ
る。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
通信路を通して伝送される、あるいは記録媒体に記録さ
れる圧縮データに、表示装置の切換えや映像信号に対し
て各種特殊効果を行なわせるための各種情報信号を含め
たいという要求がある。

【００３０】これらの情報信号は、画像表示において影
響のない、例えば垂直ブランキング期間に挿入して伝送
することが考えられる。

【００３１】しかし、従来の変換符号化処理において
は、上述したように、歪みを伴う再量子化を行なうこと
から、映像信号に付加した情報信号が上記再量子化によ
る歪みによって変化してしまい、付加した情報の内容が
失われるという問題がある。

【００３２】また、変換符号化処理において、入力語長
と再量子化ステップの関係によっては、信号符号さえも
保存されないサンプルが存在する可能性がある。このた
め、従来は、上記情報信号を入力時に付加して、そのま
ま変換符号化処理に通すことができなかった。

【００３３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、変換符号化によるビッ
トリダクションを行なう画像システムにおいて、無効画
像表示期間、例えば垂直ブランキング期間中に映像信号
以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのまま変換
符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊されるこ
とがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情
報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システ
ムの多機能化を促進させることができる信号処理装置を
提供することにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された映
像データＤｖに対して変換符号化処理を施して映像デー
タＤｖをデータ圧縮処理するデータ圧縮処理回路４を有
し、このデータ圧縮処理回路４からの圧縮映像データｄ
ｖを伝送・蓄積する符号化処理装置１と、伝送・蓄積さ
れた映像信号に関する上記圧縮映像データｄｖに対して
変換復号化処理を施して上記圧縮映像データｄｖを元の
映像データＤｖに復元するデータ伸長処理回路２２を有
する復号化処理装置２とを具備した信号処理システムに
おいて、符号化処理装置１におけるデータ圧縮処理回路
４の変換符号化処理の前段に、映像データＤｖの無効画
像表示期間（例えば垂直ブランキング期間又は水平ブラ
ンキング期間）に対応する部分に量子化歪みを受けない
データ列で構成された制御用情報ＤｃＢを挿入する制御
用情報挿入回路３１を接続し、復号化処理装置２におけ
るデータ伸長処理回路２２の変換復号化処理の後段に、
上記制御用情報ＤｃＢを抽出する制御用情報抽出回路４
１を接続して構成する。

【００３５】この場合、符号化処理装置１におけるデー
タ圧縮処理回路４を、映像データＤｖを所定のブロック
単位に分割するブロッキング回路１１と、このブロッキ
ング回路１１からのデータブロックを直交変換して係数
データブロックに変換する直交変換回路１２と、この直
交変換回路１２からの係数データブロックに対し、再量
子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子化処理回
路１３と、この再量子化処理回路１３からの量子化レベ
ルをエントロピー符号化処理して圧縮映像データｄｖと
するエントロピー符号化回路１４とを設けて構成し、上
記制御用情報挿入回路３１を、ブロッキング回路１１と
直交変換回路１２との間に挿入接続して構成する。

【００３６】そして、この制御用情報挿入回路３１を、
所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロック
が制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変
換テーブルを有し、この変換テーブルにおける多数のデ
ータブロック中、入力される制御データＤｃの内容に対
応したデータブロックを選択して、制御データブロック
ＤｃＢとして出力するデータブロック変換回路３３を設
けて構成する。

【００３７】また、復号化処理装置２におけるデータ伸
長処理回路２２を、上記圧縮映像データｄｖをエントロ
ピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復
号化回路２６と、このエントロピー復号化回路２６から
の量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数デ
ータブロックを得る逆量子化回路２７と、逆量子化回路
２７からの係数データブロックを逆直交変換して映像デ
ータブロックに変換する逆直交変換回路２８と、この逆
直交変換回路２８からの映像データブロックのブロック
をほどいて映像データＤｖに復元するデブロッキング回
路２９とを設けて構成し、上記制御用情報抽出回路４１
を、逆直交変換回路２８とデブロッキング回路２９との
間に挿入接続して構成する。

【００３８】そして、上記制御用情報抽出回路４１を、
所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロック
が制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変
換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数
の制御データ中、復号化された制御データブロックＤｃ
Ｂに対応した制御データＤｃを選択して出力する制御デ
ータ変換回路４３を設けて構成する。

【００３９】上記所定の規則は、入力データの空間面で
の語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たす
ための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップに
よる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子
化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌ
ｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの
上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］_L
を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値
として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係式を
満足するようにする。 ［Ｘ_n ］_Lin ＝［Ｘ_n ’・２^(Lcoef-Lq)］_Lin

【００４０】また、上記所定の規則は、最大の再量子化
ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制
御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算し
たときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにする。

【００４１】また、上記所定の規則は、最大の再量子化
ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制
御データブロックＤｃＢ内の各入力データを直交変換し
た後の値がＬｇ倍になる組合せとなるようにする。

【００４２】

【作用】本発明に係る信号処理システムにおいては、ま
ず、符号化処理装置１に入力された映像データＤｖは、
通常は、データ圧縮処理回路４にて変換符号化処理され
てデータ圧縮されるが、本発明では、この変換符号化処
理に先立って、制御用情報挿入回路３１にて、上記映像
データＤｖの無効画像表示期間、例えば垂直ブランキン
グ期間に対応する部分に量子化歪みを受けないデータ列
で構成された制御用情報ＤｃＢが挿入される。

【００４３】上記制御用情報挿入回路３１にて制御用情
報ＤｃＢが挿入された映像データＤｖは、後段のデータ
圧縮処理回路４における変換符号化処理にてデータ圧縮
されて圧縮映像データｄｖとなる。このとき、上記変換
符号化処理において、再量子化処理が施されてデータ圧
縮量の調整が行なわれるが、この再量子化処理におい
て、上記挿入された制御用情報ＤｃＢは、該再量子化処
理における歪みの影響を受けることがなく、データの内
容が破壊されるということがない。

【００４４】そして、上記データ圧縮処理回路４からの
圧縮映像データｄｖは、制御用情報ＤｃＢとともに通信
路を通して伝送され、あるいは記録媒体Ｔに蓄積される
ことになる。

【００４５】上記符号化処理装置１にて伝送・蓄積され
た圧縮映像データｄｖは、復号化処理装置２において、
まず、データ伸長処理回路２２にて変換復号化処理が施
されて元の映像データＤｖに復元される。そして、本発
明では、制御用情報抽出回路４１にて上記映像データＤ
ｖから制御用情報ＤｃＢが抽出される。この制御用情報
ＤｃＢは、変換符号化処理に先立って上記映像データＤ
ｖの垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入された
データであり、特に、量子化歪みを受けないデータ列で
構成されている。

【００４６】従って、上記データ伸長処理回路２２にて
復号化処理された場合、量子化歪みが復号化演算のたび
に積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ
構成のまま抽出されることになる。

【００４７】このように、本発明の信号処理装置におい
ては、変換符号化によるビットリダクションを行なう画
像システムにおいて、例えば垂直ブランキング期間中に
映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してその
まま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊
されることがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等
の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画
像システムの多機能化を促進させることができる画像情
報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝
送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促
進させることができる。

【００４８】特に、上記データ圧縮処理回路４を、上記
映像データＤｖを所定のブロック単位に分割するブロッ
キング回路１１と、このブロッキング回路１１からのデ
ータブロックを直交変換して係数データブロックに変換
する直交変換回路１２と、この直交変換回路１２からの
係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量
子化レベルを得る再量子化処理回路１３と、この再量子
化処理回路１３からの量子化レベルをエントロピー符号
化処理して圧縮映像データｄｖとするエントロピー符号
化回路１４とを設けて構成し、制御用情報挿入回路３１
を、上記ブロッキング回路１１と直交変換回路１２との
間に挿入接続した場合においては、以下の動作を行なう
ことになる。

【００４９】まず、入力された映像データＤｖは、ブロ
ッキング回路１１において所定のブロック単位に分割さ
れてデータブロックとして出力される。そして、映像デ
ータＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分におい
て、制御用情報挿入回路３１を通じて制御用情報ＤｃＢ
が挿入されることになる。

【００５０】具体的には、映像データＤｖがブロッキン
グ回路１１にてデータブロックに変換されることから、
上記制御用情報ＤｃＢもデータブロックの形にされて挿
入されることになる。ブロッキング回路１１からのデー
タブロックや制御用情報挿入回路３１からの制御用情報
（データブロック）ＤｃＢは、後段の直交変換回路１２
にてそれぞれ直交変換されて係数データブロックに変換
される。この係数データブロックは、後段の再量子化処
理回路１３にて再量子化処理が施され、データ圧縮量の
調整が行なわれる。

【００５１】このとき、ブロッキング回路１１からのデ
ータブロック（映像情報）は、この再量子化処理によっ
て歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路３１
からのデータブロック（制御用情報）ＤｃＢは、量子化
歪みを受けないデータ列で構成されているため、上記再
量子化処理において歪みを受けることがなく、データの
内容が破壊されるということがない。

【００５２】この再量子化処理回路１３からは、直流成
分と交流成分とが別々とされた２値系列（量子化レベ
ル）が出力される。この再量子化処理回路１３からの量
子化レベルは、後段のエントロピー符号化回路１４にて
エントロピー符号化処理が施されて、圧縮映像データｄ
ｖが作成される。この圧縮映像データｄｖは、その後通
信路を通じて伝送されるか、あるいは記録媒体Ｔに蓄積
されることになる。上記圧縮映像データｄｖ中、映像情
報に関するデータ成分は、先の再量子化処理及びエント
ロピー符号化処理によって十分に圧縮された形で伝送・
蓄積されるが、制御用情報ＤｃＢに関するデータ成分
は、データの内容が保持されたまま伝送・蓄積されるこ
とになる。

【００５３】また、上記制御用情報挿入回路３１とし
て、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロ
ックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録され
た変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける多数
のデータブロック中、入力される制御データＤｃの内容
に対応したデータブロックを選択して、制御データブロ
ックＤｃＢとして出力するデータブロック変換回路３３
を設けた場合においては、以下の動作を行なうことにな
る。

【００５４】上記構成において、Ａ／Ｄ変換器３による
デジタル変換後の映像データＤｖが、ブロッキング回路
１１において所定のブロック単位に分割されてデータブ
ロックとして出力されることになるが、このとき、映像
データＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分にお
いて、制御用情報挿入回路３１を通じて制御データブロ
ックＤｃＢが挿入されることになる。

【００５５】このときの制御用情報挿入回路３１におけ
る動作を説明すると、まず、データブロック変換回路３
３において、変換テーブルに配列登録されている多数の
データブロック中、入力された制御データＤｃに対応す
るデータブロックが選択される。この変換テーブルに配
列登録されている多数のデータブロックは、量子化歪み
の影響を受けないデータ列にて構成されるように、所定
の規則に従って作成されている。そして、制御用情報挿
入回路３１におけるデータブロック変換回路３３から入
力制御データＤｃに対応した制御データブロックＤｃＢ
が出力され、該制御データブロックＤｃＢが映像データ
Ｄｃの垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入され
ることになる。

【００５６】ブロッキング回路１１からのデータブロッ
クや制御用情報挿入回路３１からの制御データブロック
ＤｃＢは、後段の直交変換回路１２にてそれぞれ直交変
換されて係数データブロックに変換される。この係数デ
ータブロックは、後段の再量子化処理回路１３にて再量
子化処理が施され、データ圧縮量の調整が行なわれる。

【００５７】このとき、ブロッキング回路１１からのデ
ータブロック（映像情報）は、この再量子化処理によっ
て歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路３１
からの制御データブロックＤｃＢは、量子化歪みを受け
ないデータ列で構成されているため、上記再量子化処理
において歪みを受けることがなく、データの内容が破壊
されるということがない。

【００５８】次に、上記所定の規則について説明する。
この規則は、ＤＣ係数の利用によって歪を受けないよう
にする場合と、ＡＣ係数の利用によって歪を受けないよ
うにする場合とがある。

【００５９】まず、ＤＣ係数の利用とＡＣ係数の利用と
で共通する規則は、入力データの空間面での語長をＬｉ
ｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面
の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化
を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップレ
ベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌ
ｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長
における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］_L を係数面にお
ける最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義し
たとき、入力データＸｎが以下の関係式を満足するよう
にする。 ［Ｘ_n ］_Lin ＝［Ｘ_n ’・２^(Lcoef-Lq)］_Lin

【００６０】そして、上記規則において、ＤＣ係数を利
用した場合のデータ処理は以下のようになる。

【００６１】まず、上記関係式からわかることは、入力
語長Ｌｉｎにおける入力データの内容と直交変換後の係
数データの入力語長Ｌｉｎ分の内容とが一致しているこ
とである。そして、係数データの入力語長Ｌｉｎ以外の
語長分のデータの内容はすべて０となっていることを示
す。即ち、語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）分がすべて０とな
ることを示す。語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）は、この場
合、再量子化処理にて使用される再量子化ステップの語
長Ｌｇを示すもので、再量子化処理にて上記係数データ
をこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま
係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめら
れ、再量子化による歪みは生じない。

【００６２】このことから、上記所定の規則にて作成さ
れたデータブロックを制御用情報ＤｃＢとして映像デー
タＤｖの垂直ブランキング期間に挿入したとしても、そ
の後の再量子化処理にて量子化歪みによる影響を受ける
ということがなくなる。これは、通信路を通して伝送し
た圧縮映像データｄｖあるいは記録媒体Ｔに蓄積した圧
縮映像データｄｖを復号化して元の映像データＤｖに復
元させる際に、量子化歪みに基づくデータの破壊（波形
歪み）は生じないということを示すものであり、復元後
の映像データＤｖからデータ内容がそのまま保持された
制御用情報Ｄｃを取り出すことができることにつなが
る。

【００６３】次に、上記規則において、ＡＣ係数を利用
した場合のデータ処理は以下のようになる。

【００６４】直交変換後の係数データ、特に量子化位置
以下のデータがすべて０になるとは限らないため、この
場合、量子化による歪を持つことになる。従って、直交
変換の演算のたびに量子化歪の最大値が２倍になるた
め、逆直交変換後の出力で有効となるビット数（歪を受
けないビット数）はＤＣ係数を利用した場合よりも少な
くなるが、再量子化ステップの最悪値がわかっていれ
ば、データ伝送として利用できる係数上のビット数がわ
かり、同時に出力で有効となるビット数も判断できる。
従って、この有効となるビット数を利用しての情報のデ
ータ伝送が可能となる。

【００６５】また、上記所定の規則として、最大の再量
子化ステップの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御
データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算した
ときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにした場合
は、ＤＣ係数を利用する場合において、特に、入力語長
Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆ
よりも大きい場合に有効である。

【００６６】即ち、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算
した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合、通常
は、再量子化ステップにて係数データの下位ビット部分
を除算してしまい、量子化歪みを生じさせることにな
る。

【００６７】しかし、制御データブロックＤｃＢ内の各
入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組
合せとなるようにした場合、係数データの下位ビットに
０が挿入されることになり、疑似的に再量子化ステップ
の語長Ｌｇ分０が並ぶことになる。その結果、再量子化
処理にて上記係数データをこの再量子化ステップレベル
で除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベ
ル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは
生じないことになる。

【００６８】また、上記所定の規則として、最大の再量
子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたと
き、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを直交
変換した後の値がＬｇ倍になる組合せにした場合は、Ａ
Ｃ係数を利用する場合において、特に、入力語長Ｌｉｎ
と語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも
大の場合に有効である。

【００６９】上記規則に従って作成された制御データブ
ロックＤｃＢを直交変換した場合、係数データに桁上げ
が生じることになり、以下の場合に有効となる。即ち、
最大の再量子化ステップの語長Ｌｇが入力語長Ｌｉｎよ
りも大きい場合、通常は、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇと
を加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大となる。こ
の場合、通常は、再量子化ステップにて係数データの下
位ビット部分を除算してしまい、量子化歪みを生じさせ
ることになる。

【００７０】しかし、上記規則に従った制御データブロ
ックＤｃＢの場合、係数データに桁上げが生じるため、
再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステッ
プで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レ
ベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪み
は生じないことになる。

【００７１】一方、上記復号化処理装置２におけるデー
タ伸長処理回路２２を、圧縮映像データｄｖをエントロ
ピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復
号化回路２６と、このエントロピー復号化回路２６から
の量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数デ
ータブロックを得る逆量子化回路２７と、この逆量子化
回路２７からの係数データブロックを逆直交変換して映
像データブロックに変換する逆直交変換回路２８と、こ
の逆直交変換回路２８からの映像データブロックのブロ
ックをほどいて映像データに復元するデブロッキング回
路２９とを設けて構成し、制御用情報抽出回路４１を、
逆直交変換回路２８とデブロッキング回路２９との間に
挿入接続した場合においては、以下の動作を示すことに
なる。

【００７２】まず、上記符号化処理装置１によって、伝
送・蓄積された圧縮映像データｄｖがエントロピー復号
化回路２６にて復号化処理されて量子化レベルに変換さ
れる。その後、逆量子化回路２７において、上記量子化
レベルに対し、逆量子化処理が行なわれて係数データブ
ロックが得られる。この係数データブロックは、後段の
逆直交変換回路２８にて逆直交変換されて映像データブ
ロックに変換される。

【００７３】その後、通常は、上記映像データブロック
が後段のデブロッキング回路２９にてそのブロックがほ
どかれることになるが、本発明においては、逆直交変換
回路２８からの映像データブロック、特に垂直ブランキ
ング期間に対応する部分に挿入されている制御データブ
ロックＤｃＢを制御用情報抽出回路４１にて抽出する。

【００７４】この場合、垂直ブランキング期間に対応す
る部分に挿入されている制御用情報ＤｃＢが、上記符号
化処理装置１における制御用情報挿入回路３１によって
量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるよ
うになっているため、上記逆直交変換回路２８での逆直
交変換を実行するための演算処理のたびに量子化歪みが
積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ内
容がそのまま維持されて抽出されることになる。

【００７５】次に、上記制御用情報抽出回路４１とし
て、上記所定の規則に基づいて作成された多数のデータ
ブロックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録
された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける
多数の制御データＤｃ中、復号化された制御データブロ
ックＤｃＢに対応した制御データＤｃを選択して出力す
る制御データ変換回路４３を設けた場合においては、以
下の動作を行なうことになる。

【００７６】まず、逆直交変換回路２８から逆直交変換
後の映像データブロックが出力されることになるが、こ
のとき、垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入さ
れているデータブロック（制御用情報）ＤｃＢが、制御
用情報抽出回路４１を通じて抽出されることになる。

【００７７】このときの制御用情報抽出回路４１におけ
る動作を説明すると、まず、制御データ変換回路４３に
おいて、変換テーブルに配列登録されている多数のデー
タブロック中、抽出されたデータブロックＤｃＢに対応
する制御データＤｃが選択される。この変換テーブルに
配列登録されている多数のデータブロックは、量子化歪
みの影響を受けないデータ列にて構成されるように、上
述した所定の規則に従って作成されている。そして、制
御用情報抽出回路４１における制御データ変換回路４３
から上記データブロックＤｃＢに対応した制御データＤ
ｃが出力されることになる。この制御データＤｃは符号
化処理装置１における制御用情報挿入回路３１に入力さ
れた制御データＤｃの内容と同じかそれと関連するデー
タ内容となっている。

【００７８】このように、符号化処理装置１において垂
直ブランキング期間に挿入した制御用情報ＤｃＢがデー
タ破壊を受けることなくそのままの状態で復号化処理装
置にて取り出されることになる。

【００７９】

【実施例】以下、本発明に係る信号処理システムを、画
像圧縮方式のデジタルＶＴＲに適用した実施例（以下、
単に実施例に係るＶＴＲと記す）を図１〜図１８を参照
しながら説明する。

【００８０】この実施例に係るＶＴＲは、図１及び図２
に示すように、アナログ信号用入力端子φｉｎ１を介し
て入力されたアナログコンポーネント映像信号（Ｙ，Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙ：以下、単に映像信号と記す）Ｓｖをデジ
タル変換した後のデジタルコンポーネント映像データ
（以下、単に映像データと記す）Ｄｖ、あるいはデジタ
ル信号用入力端子φｉｎ２に直接入力された映像データ
Ｄｖを画像圧縮して圧縮映像データｄｖとして記録媒体
である磁気テープＴに記録する記録系１と、磁気テープ
Ｔに記録されている圧縮映像データｄｖを再生し、この
再生した圧縮映像データｄｖに対してデータ伸張処理
（エラー訂正及びデータ復号化処理）して再生映像デー
タＤｖとし、該再生映像データＤｖを直接デジタル信号
用出力端子φｏｕｔ２に出力する、あるいは更に上記再
生映像データＤｖをアナログ変換して元の映像信号Ｓｖ
に復元してアナログ信号用出力端子φｏｕｔ１より出力
する再生系２とを有して構成されている。

【００８１】記録系１は、図示するように、アナログ信
号用入力端子φｉｎ１及びスイッチング回路ＳＷを介し
て入力された映像信号Ｓｖをデジタル変換して例えば１
０ビットの映像データＤｖとするＡ／Ｄ変換器３と、こ
のＡ／Ｄ変換器３から出力される映像データＤｖ、ある
いはデジタル信号入力端子φｉｎ２及びスイッチング回
路ＳＷを介して入力された映像データＤｖを圧縮処理す
るデータ圧縮処理回路４と、このデータ圧縮処理回路４
から出力される圧縮映像データＤｖを磁気テープＴに磁
気的に記録する記録用磁気ヘッド５とを有して構成され
る。

【００８２】データ圧縮処理回路４は、Ａ／Ｄ変換器３
からの映像データＤｖをフィールドメモリあるいはフレ
ームメモリを用いて水平方向４サンプル、垂直方向４ラ
イン（以下、４×４単位という）を１つのブロックとす
るデータにまとめるブロッキング回路１１と、このブロ
ッキング回路１１にてまとめられた４×４単位のデータ
を、離散コサイン変換するＦＤＣＴ回路１２と、このＦ
ＤＣＴ回路１２から出力される係数データを再量子化す
る再量子化回路１３と、この再量子化回路１３からの量
子化レベルを可変長符号化してデータ圧縮を行なう可変
長符号化器（ＶＬＣ）１４と、このＶＬＣ１４からの可
変長符号化データをＥＣＣ（ＥｒｒｏｒＣｏｒｅｃｔｉ
ｏｎ Ｃｏｄｅ）の積符号構成となるようにブロック化
し、更にこのブロック化されたデータにアウターパリテ
ィ符号及びインナーパリティ符号を付加するＥＣＣエン
コーダ１５と、各パリティ符号が付加されたデータをシ
リアルデータに変換するチャンネルエンコーダ１６とを
有して構成されている。

【００８３】この記録系１には、ＦＤＣＴ変換後の情報
量を検出し、更に可変長符号化後のデータ量を受け取っ
て、再量子化回路１３における量子化のパラメータ（量
子化テーブル内の量子化ステップレベル）を調節する情
報量制御回路１７が接続されている。この情報量制御回
路１７によって、可変長符号化後のデータ量が調節され
ることになる。

【００８４】上記ブロッキング回路１１は、タイミング
発生回路１８からのタイミング信号に基づいてフレーム
メモリ（図示せず）に保持された映像データを４×４単
位にブロック化する。このブロック化に用いられるタイ
ミング信号は、映像データの入力タイミング（例えば水
平同期信号や垂直同期信号）に基づいてタイミング発生
回路１８にて作成される。

【００８５】また、この記録系１は、上記データ圧縮処
理回路４の後段に、チャンネルエンコーダ１７から出力
されるシリアルデータを増幅する増幅器（図示せず）
と、この増幅器からの増幅されたシリアルデータを磁気
テープＴに例えばヘリカルスキャン方式で磁気的に記録
する記録用磁気ヘッド５を有する。

【００８６】一方、再生系２は、図２に示すように、磁
気テープＴに磁気記録された圧縮映像データｄｖを再生
してシリアルデータとして再生する再生用磁気ヘッド２
１と、この再生用磁気ヘッド２１からのシリアルデータ
を増幅する増幅器（図示せず）と、この増幅器からの増
幅されたシリアルデータに対してデータ伸張処理（エラ
ー訂正及びデータ復号化）処理して圧縮処理前の映像デ
ータ、即ち再生映像データＤｖに変換するデータ伸長処
理回路２２と、このデータ伸長処理回路２２からの１０
ビットの再生映像データＤｖをアナログ変換して元の映
像信号（即ち、再生映像信号）Ｓｖに復元するＤ／Ａ変
換器２３とを有して構成されている。Ｄ／Ａ変換器２３
からの再生映像信号Ｓｖは出力端子φｏｕｔ１より取り
出される。また、データ伸長処理回路２２からの１０ビ
ットの再生映像データＤｖは、直接デジタル信号用出力
端子φｏｕｔ２より取り出されるようになっている。

【００８７】データ伸長処理回路２２は、上記増幅器か
らのシリアルデータ（圧縮映像データ）ｄｖをデータ検
出してシリアル／パラレル変換するチャンネルデコーダ
２４と、このチャンネルデコーダ２４からのパラレルデ
ータに付加されているインナーパリティ符号及びアウタ
ーパリティ符号に基づいてエラー訂正を行ない、更にエ
ラー訂正されたデータを可変長符号のワード単位に分解
するＥＣＣデコーダ２５と、このＥＣＣデコーダ２５か
らのワード単位の分解データに対し、可変長復号化を行
なう復号化器（ＶＬＤ）２６と、このＶＬＤ２６からの
量子化レベルを逆量子化して係数データを得る逆量子化
器２７と、この逆量子化器２７からの係数データを逆離
散コサイン変換して４×４単位のデータに変換する逆離
散コサイン変換回路（ＩＤＣＴ回路）２８と、このＩＤ
ＣＴ回路２８からの４×４単位のデータに対し、デシャ
フリング、データ補間等を行なって再生映像データ（デ
ジタルコンポーネント映像データ）Ｄｖに変換するデブ
ロッキング回路２９とを有して構成されている。

【００８８】そして、この実施例に係るＶＴＲは、記録
系１におけるブロッキング回路１１とＦＤＣＴ回路１２
の間に、ブロッキング回路１１から出力されるデータブ
ロック群に対して４×４単位のデータブロックにて構成
される制御データブロックＤｃＢを挿入するための制御
データブロック挿入回路３１が挿入接続され、再生系２
におけるＩＤＣＴ回路２８とデブロッキング回路２９の
間に、ＩＤＣＴ回路２８から出力されるデータブロック
群から４×４単位のデータブロックにて構成される制御
データブロックＤｃＢを抽出するための制御データブロ
ック抽出回路４１が挿入接続されて構成されている。

【００８９】上記記録系１における制御データブロック
挿入回路３１は、外部からの制御データＤｃが入力され
る入力端子φ１と、この入力端子φ１に供給された制御
データＤｃを所定期間保持するメモリ３２と、このメモ
リ３２から読み出された制御データＤｃの内容に対応す
る制御データブロックＤｃＢを出力するデータブロック
変換回路３３と、ブロッキング回路１１とＦＤＣＴ回路
１２の信号ライン間に挿入接続され、上記データブロッ
ク変換回路３３からの制御データブロックＤｃＢを信号
ラインに供給する挿入回路３４を有して構成されてい
る。

【００９０】上記メモリ３２は、入力端子φ１に供給さ
れた制御データＤｃを順次保持し、この保持している制
御データＤｃをタイミング発生回路１８からの読出しク
ロックに基づいて順次後段のデータブロック変換回路３
３に出力する。タイミング発生回路１８からの読出しク
ロックは、垂直ブランキング期間のうち、磁気テープＴ
に記録される有効な水平走査線（記録ライン）が出現す
るタイミングで出力される。

【００９１】具体的には、ブロッキング回路１１におけ
るブロッキング処理にフィールドメモリを用いた場合、
例えば６２５システムにおいては、図３（ａ）及び図５
に示すように、垂直ブランキング期間における記録ライ
ンが、奇数フィールドについて、７，８，９・・・であ
り、偶数フィールドについて、３２０，３２１，３２２
・・・となっている。また、５２５システムの場合は、
図３（ｂ），図４及び図６に示すように、垂直ブランキ
ング期間における記録ラインが、奇数フィールドについ
て、１０，１１，１２・・・であり、偶数フィールドに
ついて、２７３，２７４，２７５・・・となっている。

【００９２】また、１つの制御データＤｃに対して、４
×４単位の制御データブロックＤｃＢに変換されること
から、上記読出しクロックの最初の出力は、６２５シス
テムの場合、奇数フィールドにおいては、まず、図５に
示すように、７ライン目にて１つのクロックを出力し、
その後、この７ラインが終了するまで、４画素読み出す
毎に１つのクロックを出力する。

【００９３】上記７ライン目が終了した後は、次に、１
１ライン目にて１つのクロックを出力し、以下同様に、
この１１ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１
つのクロックを出力する。

【００９４】このように、読出しクロックの出力タイミ
ングを制御することにより、最初に入力された制御デー
タＤｃがデータブロック変換回路３３にて対応する４×
４のデータブロックに変換され、後段の挿入回路３４に
おいて、上記変換されたデータブロックが、７ライン目
における最初の４画素を水平方向とし、７ライン目から
１０ライン目までの４つの画素を垂直方向とする４×４
の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。

【００９５】そして、２番目に入力された制御データＤ
ｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変
換されて、７ライン目における５〜８画素を水平方向と
し、７ライン目から１０ライン目までの４つの画素を垂
直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして
挿入される。以下同様に、３番目以降の制御データＤｃ
が順次対応する４×４のデータブロックに変換されて垂
直ブランキング期間における記録ラインの所定の制御デ
ータブロックＤｃＢとして挿入される。

【００９６】７ライン目を１行目とする制御データブロ
ックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、１１ライン目
を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御データ
Ｄｃの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当該
ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入
が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブロ
ックＤｃＢが挿入されていくことになる。

【００９７】一方、偶数フィールドにおいては、３２０
ライン目にて１つのクロックを出力し、その後、この３
２０ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つの
クロックを出力する。

【００９８】上記３２０ライン目が終了した後は、次
に、３２４ライン目にて１つのクロックを出力し、以下
同様に、この３２４ラインが終了するまで、４画素読み
出す毎に１つのクロックを出力する。

【００９９】このように、読出しクロックの出力タイミ
ングを制御することにより、最初に入力された制御デー
タがデータブロック変換回路３３にて対応する４×４の
データブロックに変換され、後段の挿入回路３４におい
て、上記変換されたデータブロックが、３２０ライン目
における最初の４画素を水平方向とし、３２０ライン目
から３２３ライン目までの４つの画素を垂直方向とする
４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。

【０１００】そして、２番目に入力された制御データＤ
ｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変
換されて、３２０ライン目における５〜８画素を水平方
向とし、３２０ライン目から１０ライン目までの４つの
画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃ
Ｂとして挿入される。以下同様に、３番目以降の制御デ
ータが順次対応する４×４のデータブロックに変換され
て垂直ブランキング期間における記録ラインの所定の制
御データブロックＤｃＢとして挿入される。

【０１０１】３２０ライン目を１行目とする制御データ
ブロックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、３２４ラ
イン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御
データの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当
該ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿
入が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブ
ロックＤｃＢが挿入されていくことになる。

【０１０２】なお、５２５システムについては、図６に
示すように、奇数フィールドが１０ラインから始まり、
偶数フィールドが２７３ラインから始まる点で異なるほ
かは、上記６２５システムと同じである。

【０１０３】また、ブロッキング回路１１におけるブロ
ッキング処理において、フレームメモリを用いた場合
は、図７に示すように、奇数フィールドの画素データと
偶数フィールドの画素データがすべてフレームメモリに
展開されるため、例えば５２５システムにおいては、１
０ライン目にて１つのクロックを出力し、その後、この
１０ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つの
クロックを出力する。

【０１０４】上記１０ライン目が終了した後は、次に、
１２ライン目にて１つのクロックを出力し、以下同様
に、この１２ラインが終了するまで、４画素読み出す毎
に１つのクロックを出力する。

【０１０５】このように、読出しクロックの出力タイミ
ングを制御することにより、最初に入力された制御デー
タＤｃがデータブロック変換回路３３にて対応する４×
４のデータブロックに変換され、後段の挿入回路３４に
おいて、上記変換されたデータブロックが、１０ライン
目における最初の４画素を水平方向とし、１０，２７
３，１１及び２７４ラインにおける４つの画素を垂直方
向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入
される。

【０１０６】そして、２番目に入力された制御データＤ
ｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変
換されて、１０ライン目における５〜８画素を水平方向
とし、１０，２７３，１１及び２７４ラインにおける４
つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロック
ＤｃＢとして挿入される。以下同様に、３番目以降の制
御データＤｃが順次対応する４×４のデータブロックに
変換されて垂直ブランキング期間における記録ラインの
所定の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。

【０１０７】１０ライン目を１行目とする制御データブ
ロックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、１２ライン
目を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御デー
タＤｃの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当
該ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿
入が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブ
ロックが挿入されていくことになる。

【０１０８】上記例は、４×４単位のデータブロックに
変換する例を示したが、その他、８×８単位の制御デー
タブロックＤｃＢに変換する場合もある。この８×８単
位の制御データブロックＤｃＢに関しては、上記例にお
いて、８×８単位の制御データブロックとして挿入され
るほかは、上記例と同じであるため、その図示及び説明
は省略する。

【０１０９】一方、再生系２における制御データブロッ
ク抽出回路４１は、ＩＤＣＴ回路２８とデブロッキング
回路２９の信号ライン間に挿入接続され、ＩＤＣＴ回路
２８からのデータブロック群のうち、垂直ブランキング
期間における制御データブロックＤｃＢを抽出する抽出
回路４２と、この抽出回路４２からの制御データブロッ
クＤｃＢの内容に対応する制御データＤｃを出力するデ
ータ変換回路と、このデータ変換回路４２からの制御デ
ータＤｃを所定期間保持するメモリ４４とを有して構成
されている。このメモリ４４から読み出された制御デー
タＤｃは出力端子φ２を介してシリーズに取り出される
ことになる。

【０１１０】メモリ４４から制御データＤｃを読み出す
タイミングは、タイミング発生器４５からの読出しクロ
ックの入力に基づいて行なわれる。読出しクロックは、
デブロッキング回路２９から出力される映像データの出
力タイミング（例えば水平同期信号や垂直同期信号）に
基づいて作成される。

【０１１１】そして、上記データ変換回路４３は、その
内部に変換テーブルが格納されたメモリ（図示せず）を
有する。この変換テーブルは、上記記録系１のデータブ
ロック変換回路３３における変数テーブルとその構成が
ほぼ同じとされ、制御データＤｃのデータ値に対応して
多数の制御データブロックＤｃＢが配列されて構成され
ている。

【０１１２】そして、このデータ変換回路４３にて制御
データブロックＤｃＢを制御データＤｃに変換する場合
は、変換テーブルに配列登録されている多数の制御デー
タブロックＤｃＢから、抽出回路４２から供給された制
御データブロックＤｃＢの内容と一致する制御データブ
ロックＤｃＢを検索し、検索完了時の検索用パラメータ
の値を制御データＤｃとして出力する。

【０１１３】データ変換回路４３からの制御データＤｃ
は、一旦メモリ４４に格納され、垂直ブランキング期間
のうち、対応する記録ラインが再生された段階で出力端
子φ２より取り出される。

【０１１４】ここで、上記変換テーブルに配列登録され
る制御データブロックＤｃＢの内容について以下に説明
する。

【０１１５】上記変換テーブルに配列登録される制御デ
ータブロックＤｃＢは、記録系１の再量子化処理におい
て生じる量子化歪みの影響を受けないデータ列が選ばれ
ている。このデータ列は、以下に示す規則に従って作成
される。

【０１１６】（規則１）制御データブロックＤｃＢを構
成する入力データ（サンプル）の空間面での語長をＬｉ
ｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面
の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化
を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップの
語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅ
ｆと同じである場合、係数データの上記有効語長Ｌｑに
おける値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］_L を係数面におけ
る最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義した
とき、入力データＸｎが以下の関係を示すようにする。

【０１１７】 ［Ｘ_n ］_Lin ＝［Ｘ_n ’・２^(Lcoef-Lq)］_Lin

【０１１８】（規則２）最大の再量子化ステップの係数
面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃ
Ｂ内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍
になる組合せにする。

【０１１９】（規則３）最大の再量子化ステップの係数
面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃ
Ｂ内の各入力データをＦＤＣＴ変換後の値がＬｇ倍にな
る組合せにする。

【０１２０】まず、規則１について詳細に説明する。デ
ジタルＶＴＲは、例えば４０ブロックを等長化の単位と
しているが、この場合、映像データＤｖは、再量子化に
よって、全体の歪みとなって上記再量子化の影響を受け
ることになる。そのため、映像そのものが失われること
はないが、単純に映像データＤｖに該映像データＤｖと
は異なる例えば制御データＤｃを付加した場合、この付
加した制御データＤｃはデータビットそのものに意味が
あるため、上記再量子化による歪みによって、内容が全
て失われることになる。従って、最悪のケースでは、上
記制御データＤｃの１ビットさえもそのまま伝送できな
いことになる。

【０１２１】しかしながら、デジタルＶＴＲ、特に、そ
のＦＤＣＴ変換等の直交変換を用いたビットレートリダ
クションにおいては、ＤＣ係数を特別扱いにし、上記の
ような条件にあるのはＡＣ係数のみである。これは、Ｄ
Ｃ係数に冗長度が多く含まれるのに対し、重要な情報で
あるにも拘らずＤＣ係数にはほとんど含まれないからで
ある。上記特別扱いの方法としては、ＤＣ係数の量子化
に上限を持たせるのが一般的である。例えば、１０ビッ
ト以下には量子化しないなどである。ＡＣ係数の量子化
ステップの上限が例えば４ビットとＤＣ係数に比べ非常
に大きいことを考えれば、特別扱いと言える。システム
によっては、上限を設定しない場合も有り得る。

【０１２２】また、ＤＣ係数は、統計的な分布に偏りを
持たないため、可変長符号化を適用しない。可変長符号
化は、統計的な分布の偏りを利用することによって冗長
度を削減する手法だからである。従って、ＤＣ係数は、
固定長のデータとして扱う。固定長というのは、可変長
のテーブルによって可変長符号に置き換えないという意
味である。このことは、ＤＣ係数の量子化が、ビットシ
フトによるものだけである理由である。このように、量
子化がビットシフトによるものだけということと、ＤＣ
係数そのものの生成過程に乗算を含まないことがＤＣ係
数の活用に大きな意味を持つ。

【０１２３】このことから、ＤＣ係数の語長を１０ビッ
ト固定とした場合、そのＤＣ１０ビット分がデータ伝送
に利用できることになる。具体的には、符号ビットを設
定しない場合は、制御データＤｃとして、値０〜１０２
４を伝送することができ、符号ビットを設定した場合
は、値−５１１〜０〜＋５１１を伝送することができ
る。

【０１２４】そして、ＤＣ係数の取り扱いは、図８に示
すように、ＤＣ係数は固定長符号化し、ＡＣ係数は可変
長符号化する。この場合、ＡＣ係数は再量子化による総
量調整が行なわれて、さらなるデータ圧縮が実現され
る。このとき、ＡＣ係数は再量子化によって歪むが、Ｄ
Ｃ係数は変化しない。

【０１２５】このようなことから、映像データと異なる
制御データ等の付加データを伝送する場合は、ＤＣ係数
を利用することが有効であることがわかる。ＤＣ係数を
利用するためには、空間面における同一変換ブロック内
の入力データ（サンプル）を全て同じ値に設定する。図
９に示すように、４×４の１６サンプルで１つのＤＣ係
数が利用できる。換言すれば、１６サンプルで１０ビッ
トのデータを伝送できるということになる。また、入力
８ビットを想定した場合、８ビットの伝送となる。

【０１２６】映像信号を８ビットの映像データとする場
合において、垂直ブランキング期間中にどの位のデータ
容量の制御データを挿入することができるか、簡単に計
算すると、以下のようになる。

【０１２７】・１６サンプルで８ビット ・ＹとＣが同数のブロックを持つから１６ビット ・４ライン中のブロック数＝７２０×４／１６ 従って、（７２０×４／１６ブロック）×１６ビット＝
３６０×８ビット＝３６０バイト

【０１２８】ところで、ＤＣ係数を利用する場合、垂直
ブランキング期間中に挿入されるデータブロックを構成
する１６サンプルは全て同じ値でなければならないが、
これは以下の理由による。

【０１２９】これまで、ＤＣ係数を固定長符号として扱
ってきたが、実際は、ＤＣ係数もまた再量子化を受けて
いる。ところが、ＤＣ係数に限って再量子化によって１
０ビット以下にならないように再量子化ステップに上限
を設けていることと、可変長符号化を掛けずにそのまま
使っていることから固定長符号として説明してきたので
ある。従って、ＤＣ係数を利用するとき、再量子化歪み
の影響を受けないために、上記条件、即ち、「データブ
ロックを構成する１６サンプルは全て同じ値でなければ
ならない」という条件が必要になる。

【０１３０】ここで、簡単のため、空間面の同一ブロッ
ク内の入力データ（サンプル）が全て同じ値をとるとき
について説明する。いま、例えば、５回の演算でＤＣ係
数が求まり、更に各演算でダイナミックレンジが２倍に
なるとする。ＤＣ係数の量子化の上限が８ビットのとき
の例を図１０に示す。

【０１３１】上記前提のもとでは、演算のたびに２倍で
あるから、下位ビットに０が詰まることになる。そし
て、直交変換による演算の結果、量子化位置まで０が詰
まる、即ち量子化ステップの語長分０が詰まると、後の
再量子化による歪みは生じないものとなる。

【０１３２】その結果、再生系におけるＩＤＣＴ回路で
の演算において、量子化歪みの積み重なりは生じなくな
り、入力データ（サンプル）が保存されることになる。

【０１３３】一方、ＡＣ係数を利用する場合を図１１を
参照しながら説明すると、この場合、量子化がビットシ
フト演算でないため、ＦＤＣＴ変換後の係数データ、特
に量子化位置以下のデータがすべて０になるとは限らな
い。そのため、量子化によって歪みを持つことになり、
ＩＤＣＴ変換の演算のたびに量子化歪みの最大値が２倍
になる。図１１の例では、最終的に上位３ビットが利用
できることになる。従って、ＡＣ係数を利用する場合
は、再量子化ステップの最悪値がわかっていれば、デー
タ伝送として利用できる係数上のビット数がわかり、同
時に出力で有効となるビット数も判断できる。その結
果、この有効となるビット数を利用しての情報のデータ
伝送が可能となる。

【０１３４】このように、上記関係式からわかること
は、入力語長Ｌｉｎにおける入力データＸｎの内容と直
交変換後の係数データの入力語長分の内容Ｘｎ’とが一
致していることである。そして、ＤＣ係数を利用する場
合は、係数データの入力語長以外の語長分のデータの内
容はすべて０となっていることを示す。即ち、語長（Ｌ
ｃｏｅｆ−Ｌｑ）分がすべて０となることを示す。語長
（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）は、この場合、再量子化処理にて
使用される再量子化ステップの語長を示すもので、再量
子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで
除算したとしても、そのまま入力語長分の係数データが
量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化に
よる歪みは生じないことになる。

【０１３５】また、ＡＣ係数を利用する場合は、ある程
度の歪は受けるが、必要な出力精度以下の歪みであるた
め、その後の再量子化処理にて上記係数データをこの再
量子化ステップで除算したとしても、そのまま入力語長
分の係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめ
られ、再量子化による歪みは生じないことになる。

【０１３６】このことから、ＤＣ係数を利用した場合及
びＡＣ係数を利用した場合において、上記規則１にて作
成されたデータブロックを制御データブロックＤｃＢと
して映像データの垂直ブランキング期間に挿入したとし
ても、その後の再量子化処理にて量子化歪みによる影響
を受けるということがなくなる。これは、磁気テープＴ
に記録した圧縮映像データｄｖを復号化して元の映像デ
ータＤｖに復元させる際に、量子化歪みに基づく制御デ
ータブロックＤｃＢの破壊（波形歪み）は生じないとい
うことを示すものであり、復元後の映像データＤｖから
データ内容がそのまま保持された制御データＤｃを取り
出すことができることにつながる。

【０１３７】次に、規則２について詳細に説明する。こ
の規則２については、ＤＣ係数を利用する場合におい
て、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語
長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合に有効となる。

【０１３８】具体的に、まず、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌ
ｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場
合の不都合点について図１２（ａ）及び（ｂ）に基づい
て説明する。

【０１３９】前提として、図１２（ａ）に示すように、
ＦＤＣＴ変換によってＤＣ係数が求まった段階で、ＤＣ
係数の下位５ビットに０が詰まった場合を想定する。そ
して、この場合の量子化位置が下位７ビット目にあると
き、即ち、量子化ステップの語長が７ビットであると
き、その後の再量子化処理にて、ＤＣ係数を再量子化ス
テップにて除算した場合、ＤＣ係数における有効語長の
下位２ビットを除算してしまい、量子化歪みを生じさせ
ることになる。

【０１４０】この場合、再生系のＩＤＣＴ変換におい
て、上記再量子化による歪みが、図１２（ａ）中、斜線
で示すように順次積み重なってしまい、情報を効率よく
送れないという問題が生じる。この例では、１ビットの
みしか送れないことになり実用的でない。

【０１４１】そこで、この規則２においては、再量子化
ステップの語長をＬｇとしたとき、変換ブロック内の１
６サンプルを全て加算したときの結果が、Ｌｇ倍になる
組合せとする。

【０１４２】この組合せを簡単に実現させる一手法とし
ては、サンプルに所定の桁数ほど０を挿入する方法があ
る。この手法は、サンプルに所定の桁数ほど０を挿入す
ることによって、疑似的に規則１を満足させる方法であ
る。上記所定の桁数は、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）−語長Ｌ
ｃｏｅｆにて求めることができる。

【０１４３】この方法によれば、例えば所定の桁数が２
の場合、図１２（ｂ）に示すように、予め入力データの
下位２ビットに０が挿入されたデータとなり、その後の
ＦＤＣＴ変換（５回の演算を想定）によって、ＤＣ係数
データの下位７ビット全てに０が詰まることになる。即
ち、量子化位置まで０が詰まることになり、その後の再
量子化によって歪みは生じなくなる。

【０１４４】このように、制御データブロックＤｃＢ内
の各入力データを全部加算したときの結果が２Ｌｇ倍に
なる組合せとなるようにした場合、係数データの下位ビ
ットに０が挿入されることになり、疑似的に再量子化ス
テップレベルの語長分０が並ぶことになる。その結果、
再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステッ
プで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レ
ベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪み
は生じないことになる。

【０１４５】次に、規則３について詳細に説明する。こ
の規則３においては、ＡＣ係数を利用する場合におい
て、特に、入力データの語長Ｌｉｎに対して最大量子化
ステップの語長Ｌｇが１桁多い場合に有効となる。

【０１４６】具体的に、入力データの語長Ｌｉｎに対し
て最大量子化ステップの語長Ｌｇが１桁多い場合におい
ては、そのまま係数データを最大量子化ステップで除算
して再量子化を行なった場合、再量子化による歪みが生
じることになる。そこで、変換関数の基底を利用して係
数面上の再量子化ステップに対する桁上げをおこなうよ
うな入力データ（サンプル）の組合せを選ぶことで、結
果的に規則１の条件を満足させるようにする。

【０１４７】４×４単位のデータブロックに対するＦＤ
ＣＴ変換関数の基底は、以下の行列式で表わされる。

【０１４８】

【数５】

【０１４９】以下、上記規則３を満足する組合せを作成
する手順について説明する。その前提として、簡単のた
めに、最悪ケースの再量子化ステップにより、図１３に
示すように、係数データの有効語長Ｌｑが４ビット、最
悪ケースの再量子化ステップの語長Ｌｇが８ビット（図
示せず）である場合を想定して説明する。４ビットの内
訳は、この場合、−４，−３，−２，−１，０，１，
２，３，４である。なお、制御データブロックの各入力
データ（サンプル）の語長Ｌｉｎは１０ビットであり、
係数データブロックの各係数データの語長Ｌｃｏｅｆは
１２ビットである。

【０１５０】上記４ビットの内訳のうち、４，−４は、
変換全体が１箇所に集まったときに作られるＤＣ係数の
場合であるため、結果的に−３〜３で総当たりの係数の
組合せ（第１の組合せ）を作って、図１３に示すよう
に、逆変換（ＩＤＣＴ変換）する。もちろん、上記４及
び−４を含めた第１の組合せを作るようにしてもよい。

【０１５１】そして、上記第１の組合せの中から空間面
で−１，０，１（データ値としては、−２５６，０，＋
２５６である）による組合せになるものを選ぶ（第２の
組合せ）。その後、この第２の組合せをＦＤＣＴ変換
し、得られた係数面上での組合せと第１の組合せとが全
く同じになる組合せを選ぶ（第３の組合せ）。そして、
この第３の組合せをＩＤＣＴ変換して求めたものが、規
則３を満足する入力データ（サンプル）の組合せとな
る。

【０１５２】具体的な組合せの例を図１４〜図１８に示
す。５２９組あるため、制御データＤｃとして、約９ビ
ット分の情報を割り当てることができる。つまり、制御
データＤｃの値として、符号ビットを設定しない場合
は、例えば０〜５２８を用いることができ、符号ビット
を設定した場合は、例えば−２６４〜０〜２６３を用い
ることができる。

【０１５３】そして、上記組合せによるデータブロック
を制御データブロックＤｃＢとして用いれば、ＦＤＣＴ
変換において桁上がりが生じることになる。

【０１５４】上記規則３に従った制御データブロックＤ
ｃＢによれば、ＦＤＣＴ変換の際に、桁上がりが生じる
ため、最大の再量子化ステップの語長Ｌｇが入力語長Ｌ
ｉｎよりも大きい場合においても、ある程度の歪は受け
るが、必要な出力精度以下の歪みであるため、その後の
再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステッ
プで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レ
ベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪み
は生じないことになる。

【０１５５】次に、再生系２の動作について簡単に説明
する。まず、上記記録系１によって磁気テープＴに記録
された圧縮映像データｄｖが再生用磁気ヘッド２１にて
再生され、その後、ＶＬＤ２６にて復号化処理されて量
子化レベルに変換される。その後、逆量子化回路２７に
おいて、上記量子化レベルに対し、逆量子化処理が行な
われて係数データブロックが得られる。この係数データ
ブロックは、後段のＩＤＣＴ回路２８にてＩＤＣＴ変換
されて映像データブロックに変換される。

【０１５６】その後、通常は、上記映像データブロック
が後段のデブロッキング回路２９にてそのブロックがほ
どかれることになるが、本実施例においては、ＩＤＣＴ
変換回路２８からの映像データブロック、特に垂直ブラ
ンキング期間に対応する部分に挿入されている制御デー
タブロックを抽出回路４２にて抽出する。

【０１５７】この場合、垂直ブランキング期間に対応す
る部分に挿入されている制御データブロックＤｃＢが、
上記記録系１における制御データブロック挿入回路３１
によって量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成
されて挿入されるようになっているため、ＩＤＣＴ変換
回路２８でのＩＤＣＴ変換を実行するための演算処理の
たびに量子化歪みが積み重なるということがなく、挿入
した状態のデータ内容がそのまま維持されて抽出される
ことになる。

【０１５８】抽出回路４２で抽出された制御データブロ
ックＤｃＢは、制御データ変換回路４３に供給されて、
該制御データ変換回路４３において、変換テーブルに配
列登録されている多数のデータブロック中、抽出された
制御データブロックＤｃＢに対応する制御データＤｃが
選択される。この変換テーブルに配列登録されている多
数のデータブロックは、記録系１における制御データブ
ロック変換回路３３のメモリ（図示せず）内に格納され
た変換テーブルと同じデータブロックが配列登録されて
いる。即ち、上記多数のデータブロックは、量子化歪み
の影響を受けないデータ列にて構成されるように、上述
した規則１，規則２又は規則３に従って作成されてい
る。

【０１５９】そして、上記制御データブロック抽出回路
４１におけるデータ変換回路４３から上記抽出された制
御データブロックＤｃＢに対応した制御データＤｃが出
力されることになる。この制御データＤｃは記録系１に
おける制御データブロック挿入回路３１に入力された制
御データＤｃの内容と同じかそれと関連するデータ内容
となっている。

【０１６０】このように、記録系１における制御データ
ブロック挿入回路３１において垂直ブランキング期間に
挿入した制御データブロックＤｃＢがデータ破壊を受け
ることなくそのままの状態で再生系２における制御デー
タブロック抽出回路４１にて取り出されることになり、
これは、記録系１において垂直ブランキング期間のタイ
ミングで挿入した制御データＤｃが、データ圧縮処理に
て破壊されることなく、データ内容が維持された状態で
再生系２にて読み出されることになることと等価とな
る。

【０１６１】上述のように、この実施例に係るデジタル
ＶＴＲによれば、変換符号化によるビットリダクション
を行なう場合において、例えば垂直ブランキング期間中
に映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそ
のまま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破
壊されることがなく、従って、画像情報のほかに、上記
制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積すること
ができ、デジタルＶＴＲの多機能化を促進させることが
できる。

【０１６２】上記例は、制御データブロックＤｃＢを垂
直ブランキング期間に対応する位置に挿入した例を示し
たが、その他水平ブランキング期間に対応する位置に挿
入するようにしてもよい。

【０１６３】上記例は、記録系１において作成された圧
縮映像データｄｖを磁気テープＴに記録し、この記録さ
れた圧縮映像データｄｖを再生系２にて再生して元の映
像信号Ｓｖに復元させるデジタルＶＴＲに適用した例を
示したが、その他、圧縮映像データｄｖを光ファイバ等
の通信路を通して伝送し、伝送された圧縮映像データｄ
ｖを元の映像信号Ｓｖに復元するデータ通信装置にも適
用することができる。

【０１６４】この場合、通信路符号化処理を行なうＥＣ
Ｃエンコーダ１５と通信路復号化処理を行なうＥＣＣデ
コーダ２５の各符号化処理及び復号化処理の変換パラメ
ータを、使用される通信路の特性に合わせて作成すれば
よい。

【０１６５】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る信号処理シ
ステムによれば、符号化処理装置におけるデータ圧縮処
理回路の変換符号化処理の前段に、映像データの無効画
像表示期間（例えば垂直ブランキング期間又は水平ブラ
ンキング期間）に対応する部分に量子化歪みを受けない
データ列で構成された制御用情報を挿入する制御用情報
挿入回路を接続し、復号化処理装置におけるデータ伸長
処理回路の変換復号化処理の後段に、上記制御用情報を
抽出する制御用情報抽出回路を接続するようにしたの
で、変換符号化によるビットリダクションを行なう画像
システムにおいて、例えば垂直ブランキング期間中に映
像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのま
ま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊さ
れることがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等の
画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像
システムの多機能化を促進させることができる画像情報
のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送
・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進
させることができる。

【０１６６】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記符号化処理装置におけるデータ
圧縮処理回路を、上記映像データを所定のブロック単位
に分割するブロッキング回路と、このブロッキング回路
からのデータブロックを直交変換して係数データブロッ
クに変換する直交変換回路と、この直交変換回路からの
係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量
子化レベルを得る再量子化処理回路と、この再量子化処
理回路からの量子化データブロックをエントロピー符号
化処理して圧縮映像データとするエントロピー符号化回
路とを設けて構成し、上記制御用情報挿入回路を、ブロ
ッキング回路と直交変換回路との間に挿入接続するよう
にしたので、ブロッキング回路からのデータブロック
（映像情報）は、その後の再量子化処理によって歪みを
受けることになるが、制御用情報挿入回路からのデータ
ブロック（制御用情報）は、量子化歪みを受けないデー
タ列で構成されているため、その後の再量子化処理にお
いて歪みを受けることがなく、データの内容が破壊され
るということがない。

【０１６７】従って、上記圧縮映像データ中、映像情報
に関するデータ成分は、先の再量子化処理及びエントロ
ピー符号化処理によって十分に圧縮された形で伝送・蓄
積されるが、制御用情報に関するデータ成分は、データ
の内容が保持されたまま伝送・蓄積されることになる。

【０１６８】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記制御用情報挿入回路を、所定の
規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御
データの内容に対応させて配列登録された変換テーブル
を有し、この変換テーブルにおける上記多数のデータブ
ロック中、入力される制御データの内容に対応したデー
タブロックを選択して、制御データブロックとして出力
するデータブロック変換回路を設けるようにしたので、
上記ブロッキング回路からのデータブロック（映像情
報）は、その後の再量子化処理によって歪みを受けるこ
とになるが、制御用情報挿入回路からのデータブロック
（制御用情報）は、量子化歪みを受けないデータ列で構
成されているため、上記再量子化処理において歪みを受
けることがなく、データの内容が破壊されるということ
がない。

【０１６９】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記復号化処理装置における上記デ
ータ伸長処理回路を、上記データ再生手段からの再生デ
ータをエントロピー復号化処理して量子化レベルを得る
エントロピー復号化回路と、上記エントロピー復号化回
路からの量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって
係数データブロックを得る逆量子化回路と、上記逆量子
化回路からの上記係数データブロックを逆直交変換して
映像データブロックに変換する逆直交変換回路と、上記
逆直交変換回路からの上記映像データブロックのブロッ
クをほどいて映像データに復元するデブロッキング回路
とを設けて構成し、上記制御用情報抽出回路を、上記逆
直交変換回路とデブロッキング回路との間に挿入接続す
るようにしたので、通常は、上記映像データブロックが
後段のデブロッキング回路にてそのブロックがほどかれ
ることになるが、本発明においては、逆直交変換回路か
らの映像データブロック、特に無効画像表示期間（例え
ば垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間）に
対応する部分に挿入されているデータブロックを制御用
情報抽出回路にて抽出することとなる。この場合、上記
符号化処理装置における制御用情報挿入回路によって量
子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるよう
になっているため、上記逆直交変換回路での逆直交変換
を実行するための演算処理のたびに量子化歪みが積み重
なるということがなく、挿入した状態のデータ内容がそ
のまま維持されて抽出されることになる。

【０１７０】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記制御用情報抽出回路を、所定の
規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御
データの内容に対応させて配列登録された変換テーブル
を有し、この変換テーブルにおける上記多数の制御デー
タ中、復号化された制御データブロックに対応した制御
データを選択して出力する制御データ変換回路を設ける
ようにしたので、信号変換回路において、変換テーブル
に配列登録されている多数のデータブロック中、抽出さ
れたデータブロックに対応する制御データが選択される
ことになる。この場合、変換テーブルに配列登録されて
いる多数のデータブロックは、量子化歪みの影響を受け
ないデータ列にて構成されるように、上述した所定の規
則に従って作成されているため、制御用情報抽出回路に
おける信号変換回路からデータブロックに対応した制御
データが出力されることになる。

【０１７１】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記所定の規則を、入力データの空
間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを
満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステ
ップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、
再量子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉ
ｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数デ
ータの上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式
［Ｘ］_L を係数面における最上位ビットからの語長Ｌに
おける値として定義したとき、入力データＸｎが関係式
［Ｘ_n ］_Lin ＝［Ｘ_n ’・２^(Lcoef-Lq)］_Lin を満足す
るようにしたので、上記所定の規則にて作成されたデー
タブロックを制御用情報として映像データの例えば垂直
ブランキング期間に挿入したとしても、その後の再量子
化処理にて量子化歪みによる影響を受けるということが
なくなる。これは、通信路を通して伝送した圧縮映像デ
ータあるいは記録媒体に蓄積した圧縮映像データを復号
化して元の映像データに復元させる際に、量子化歪みに
基づくデータの破壊（波形歪み）は生じないということ
を示すものであり、復元後の映像データからデータ内容
がそのまま保持された制御用情報を取り出すことができ
ることにつながる。

【０１７２】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記所定の規則を、最大の再量子化
ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制
御データブロック内の各入力データを全部加算したとき
の結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにしたので、特
にＤＣ係数を利用した場合において、係数データの下位
ビットに０が挿入されることになり、疑似的に再量子化
ステップレベルの語長分０が並ぶことになる。その結
果、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ス
テップレベルで除算したとしても、そのまま係数データ
が量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化
による歪みは生じないこととなる。

【０１７３】また、本発明に係る信号処理システムは、
上記構成において、上記所定の規則を、上記所定の規則
を、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長を
Ｌｇとしたとき、制御データブロック内の各入力データ
を直交変換した後の値がＬｇ倍になる組合せとなるよう
にしたので、特に、ＡＣ係数を利用した場合において、
ある程度の歪は受けるが、必要な出力精度以下の歪みで
あるため、その後の再量子化処理にて上記係数データを
この再量子化ステップレベルで除算したとしても、その
まま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめ
られ、再量子化による歪みは生じないことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号処理システムを、画像圧縮方
式のデジタルＶＴＲに適用した実施例（以下、単に実施
例に係るＶＴＲと記す）の記録系の構成を示すブロック
図である。

【図２】本実施例に係るＶＴＲの再生系の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本実施例に係るデジタルＶＴＲに入力される映
像信号の垂直ブランキング期間における記録ラインの入
力タイミングを示すタイミングチャートであり、同図
（ａ）は６２５システムを示し、同図（ｂ）は５２５シ
ステムを示す。

【図４】本実施例に係るデジタルＶＴＲ（５２５システ
ムの場合）に入力される映像信号の垂直ブランキング期
間における奇数フィールド及び偶数フィールドでの記録
ラインの入力タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図５】６２５システム（フィールドメモリを使用した
場合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図
である。

【図６】５２５システム（フィールドメモリを使用した
場合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図
である。

【図７】５２５システム（フレームメモリを使用した場
合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図で
ある。

【図８】ＡＣ係数に対する再量子化による総量調整を示
す概念図である。

【図９】空間面における変換ブロック内の１６サンプル
に対する直交変換（ＦＤＣＴ）を示す概念図である。

【図１０】ＤＣＴ変換（５回演算）によってＤＣ係数を
求めるまでの加算処理と、ＤＣＴ変換後のＤＣ係数デー
タの語調Ｌｃｏｅｆが有効語調Ｌｑと量子化ステップの
語調Ｌｇを合わせたものである場合の規則１の効果を示
す概念図である。

【図１１】再量子化によって量子化歪みが生じた場合の
不都合点を示す概念図である。

【図１２】ＤＣＴ変換（５回演算）後のＤＣ係数データ
の語調Ｌｃｏｅｆが、有効語調Ｌｑと量子化ステップの
語調Ｌｇを合わせた語調よりも小さい場合の効果を示す
概念図であり、同図（ａ）は再量子化にて量子化歪みが
生じた場合の不都合を示し、同図（ｂ）は規則２による
効果を示す概念図である。

【図１３】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの作成
手順を示す概念図である。

【図１４】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を
示す図（その１）である。

【図１５】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を
示す図（その２）である。

【図１６】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を
示す図（その３）である。

【図１７】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を
示す図（その４）である。

【図１８】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−
２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を
示す図（その５）である。

【図１９】ＤＣＴ変換−逆変換（ＩＤＣＴ）における有
効語長のイメージを示す概念図である。

【図２０】再量子化ステップによる歪みの出力への影響
のイメージを示す概念図である。

【図２１】ＤＣＴ変換（５回演算）によってＤＣ係数を
求め、量子化・逆量子化の後、逆変換を行なって出力を
得るまでの語調の変化を示す概念図を示し、同図（ａ）
は全体の流れを示し、同図（ｂ）は再量子化によって量
子化歪みが生じた場合の不都合点を示す。

【符号の説明】

１ 記録系 ２ 再生系 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ データ圧縮処理回路 ５ 記録用磁気ヘッド １１ ブロッキング回路 １２ ＦＤＣＴ（離散コサイン変換）回路 １３ 再量子化回路 １４ ＶＬＣ（可変長符号化器） １５ ＥＣＣエンコーダ １６ チャンネルエンコーダ １７ 情報量制御回路 １８ タイミング発生器 ２１ 再生用磁気ヘッド ２２ データ伸長処理回路 ２３ Ｄ／Ａ変換器 ２４ チャンネルデコーダ ２５ ＥＣＣデコーダ ２６ ＶＬＤ（可変長復号化器） ２７ 逆量子化回路 ２８ ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）回路 ２９ デブロッキング回路 ３１ 制御データブロック挿入回路 ３２ メモリ ３３ データブロック変換回路 ３４ 挿入回路 ４１ 制御データブロック抽出回路 ４２ 抽出回路 ４３ データ変換回路 ４４ メモリ ４５ タイミング発生器

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 7/083 7/087 7/088 7/084 7/085 7/30 Ｈ０４Ｎ 7/093 7/133 Ｚ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された映像データに対して変換符号
   化処理を施して上記映像データをデータ圧縮処理するデ
   ータ圧縮処理回路を有し、該データ圧縮処理回路からの
   圧縮映像データを伝送・蓄積する符号化処理装置と、 伝送・蓄積された映像信号に関する上記圧縮映像データ
   に対して変換復号化処理を施して上記圧縮映像データを
   元の映像データに復元するデータ伸長処理回路を有する
   復号化処理装置とを具備した信号処理システムにおい
   て、 上記符号化処理装置における上記データ圧縮処理回路の
   変換符号化処理の前段に、上記映像データの無効画像表
   示期間に対応する部分に量子化歪みを受けないデータ列
   で構成された制御用情報を挿入する制御用情報挿入回路
   が接続され、 上記復号化処理装置における上記データ伸長処理回路の
   変換復号化処理の後段に、上記制御用情報を抽出する制
   御用情報抽出回路が接続されていることを特徴とする信
   号処理システム。
2. 【請求項２】 上記符号化処理装置における上記データ
   圧縮処理回路は、上記映像データを所定のブロック単位
   に分割するブロッキング回路と、 上記ブロッキング回路からのデータブロックを直交変換
   して係数データブロックに変換する直交変換回路と、 上記直交変換回路からの上記係数データブロックに対
   し、再量子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子
   化処理回路と、 上記再量子化処理回路からの量子化レベルをエントロピ
   ー符号化処理して上記圧縮映像データとするエントロピ
   ー符号化回路とを有して構成され、 上記制御用情報挿入回路は、上記ブロッキング回路と上
   記直交変換回路との間に挿入接続されていることを特徴
   とする請求項１記載の信号処理システム。
3. 【請求項３】 上記制御用情報挿入回路は、所定の規則
   に基づいて作成された多数のデータブロックが制御デー
   タの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有
   し、この変換テーブルにおける上記多数のデータブロッ
   ク中、入力される制御データの内容に対応したデータブ
   ロックを選択して、制御データブロックとして出力する
   データブロック変換回路を有することを特徴とする請求
   項２記載の信号処理システム。
4. 【請求項４】 上記復号化処理装置における上記データ
   伸長処理回路は、上記圧縮映像データをエントロピー復
   号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復号化回
   路と、 上記エントロピー復号化回路からの量子化レベルに対
   し、逆量子化処理を行なって係数データブロックを得る
   逆量子化回路と、 上記逆量子化回路からの上記係数データブロックを逆直
   交変換して映像データブロックに変換する逆直交変換回
   路と、 上記逆直交変換回路からの上記映像データブロックのブ
   ロックをほどいて映像データに復元するデブロッキング
   回路とを有して構成され、 上記制御用情報抽出回路は、上記逆直交変換回路とデブ
   ロッキング回路との間に挿入接続されていることを特徴
   とする請求項１記載の信号処理システム。
5. 【請求項５】 上記制御用情報抽出回路は、所定の規則
   に基づいて作成された多数のデータブロックが制御デー
   タの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有
   し、この変換テーブルにおける上記多数の制御データ
   中、復号化された制御データブロックに対応した制御デ
   ータを選択して出力する制御データ変換回路を有するこ
   とを特徴とする請求項４記載の信号処理システム。
6. 【請求項６】 上記所定の規則は、入力データの空間面
   での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満た
   すための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップ
   による再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量
   子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋
   Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データ
   の上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］
   _L を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける
   値として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係を
   示すことを特徴とする請求項３又は５記載の信号処理シ
   ステム。 ［Ｘ_n ］_Lin ＝［Ｘ_n ’・２^(Lcoef-Lq)］_Lin
7. 【請求項７】 上記所定の規則は、最大の再量子化ステ
   ップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御デ
   ータブロック内の各入力データを全部加算したときの結
   果がＬｇ倍になる組合せであることを特徴とする請求項
   ３又は５記載の信号処理システム。
8. 【請求項８】 上記所定の規則は、最大の再量子化ステ
   ップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御デ
   ータブロック内の各入力データを直交変換した後の値が
   Ｌｇ倍になる組合せであることを特徴とする請求項３又
   は５記載の信号処理システム。
9. 【請求項９】 上記無効画像表示期間は、垂直ブランキ
   ング期間であることを特徴とする請求項１記載の信号処
   理システム。
10. 【請求項１０】 上記無効画像表示期間は、水平ブラン
    キング期間であることを特徴とする請求項１記載の信号
    処理システム。