JPH09307856A

JPH09307856A - 早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データの発生装置

Info

Publication number: JPH09307856A
Application number: JP8140971A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Teranishi; 康彦寺西
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧
縮画像データの発生装置を得る。【解決手段】マクロブロック構成部１２から供給され
るマクロブロックを集めてスライスを構成させるスライ
ス構成部１３において、順次のフレーム毎にスライスを
構成させるマクロブロックの個数を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は早送り再生時にも良
好な画像を再生できる圧縮画像データの発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像情報は膨大な情報量を有し
ており、一方、デジタル画像情報を伝送（記録，再生）
するのに使用される伝送路の通信容量（記録媒体の記憶
容量）には限界があるから、従来からデジタル画像情報
を伝送（記録，再生）する場合には、画像情報を圧縮す
ることが行なわれて来ており、前記の画像情報圧縮の規
格としては、例えばＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ１，２等があ
る。前記した画像情報の圧縮伸張に関する従来の各種の
規格の内で、代表例としてＭＰＥＧ２について、その概
略の説明を行なう。よく知られているように、ＭＰＥＧ
２は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）と、動き補償予測、
適応量子化、可変長符号化、等の要素技術によって構成
されている。ＭＰＥＧ２の動き補償予測は、フレーム
間、あるいはフィールド間で行なわれる。

【０００３】図１６はＭＰＥＧの符号化器の構成例を示
すブロック図である。入力端子３３に供給された画像入
力［輝度信号（Ｙ）と２つの色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）と
からなる映像信号］は、アナログデジタル変換器３４に
よってデジタル信号に変換された後に、フォーマット変
換部３５に供給される。フォーマット変換部３５では、
それに供給されたデジタル画像信号の空間解像度を符号
化で用いる空間解像度に変換処理してから画面並べかえ
部３６に与える。画面並べかえ部３６では、ピクチャタ
イプＩ，Ｐ，Ｂに合わせて画面の並べかえを行なう。そ
して、入力のデジタル画像信号は、ＤＣＴ部３８におい
て離散コサイン変換される。前記のＤＣＴ部３８から出
力されたＤＣＴ符号化係数は量子化部３９で量子化され
た後に、動きベクトルや符号化モード情報とともに、可
変長符号化部４０で可変長符号化され、バッファメモリ
４１に蓄積される。そして前記のバッファメモリ４１か
ら出力端子４９に対してＭＰＥＧビデオビットストリー
ムが出力される。

【０００４】ＩピクチャとＰピクチャとについては、後
で動き補償予測の参照画面として用いる必要があるの
で、量子化された情報は、逆量子化部４３，逆ＤＣＴ部
４４，加算器４５，画像メモリ４６，動き補償予測部４
７等の動作によって局部復号化動作が行なわれて、復号
器と同一の画像が復元されて画像メモ４６に蓄積され
る。各画面についての符号化はマクロブロック単位に、
画面における左から右へ、上から下へと順番に符号化が
行なわれる。各マクロブロックでは、動き補償予測モー
ド（インター符号化モード）か、イントラ符号化モード
かが決定され、動き補償予測モードの場合には、入力さ
れたマクロブロック画像データと、参照画面から動き予
測によって得られるマクロブロック画像データとの差分
をとり、予測誤差信号が得られる。スイッチ４８は、イ
ントラ符号化モード時にはスイッチ４８ａがオン、スイ
ッチ４８ｂがオフとされ、また、動き補償予測モード時
にはスイッチ４８ａがオフ、スイッチ４８ｂがオンとさ
れる。

【０００５】前記の予測誤差信号は、８画素×８ライン
のブロック単位で、離算コサイン変換により空間周波数
領域に変換され、動き補償予測が行なわれないイントラ
符号化の場合には、入力画像データがそのままＤＣＴ符
号化される。変換後の８×８ＤＣＴ係数は、ターゲット
ビットレートや視覚特性に応じて量子化され、低周波成
分から順にスキャニングして１次元情報に変換される。
符号化モードや動きベクトルなどのマクロブロック符号
化情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化される。したがって、発生符号量は可変とな
り、固定ビットレートとする場合には一定のビットレー
トに保持するための機構が必要になる。一般的には、出
力バッファメモリの蓄積量を監視することにより、ター
ゲットビットレートに合わせた量子化制御を行なってい
る。

【０００６】次に、図１５はＭＰＥＧの復号器の構成例
を示すブロック図である。入力端子２２に供給された符
号化データのビットストリームは、バッファメモリ２３
に記憶される。前記のバッファメモリ２３から読出され
た符号化データは、可変長復号化部２４でマクロブロッ
ク符号化情報が復号され、符号化モード、動きベクト
ル、量子化情報、量子化ＤＣＴ係数が分離される。復号
された８×８の量子化ＤＣＴ係数は、逆量子化部２５に
よってＤＣＴ係数に復元される。そして、前記のＤＣＴ
係数は逆ＤＣＴ部２６により画素空間データに変換され
て加算器２７に供給される。

【０００７】前記の加算器２７の出力は、画像メモリ２
８（予測メモリ）に供給されているとともに、フォーマ
ット変換部３０にも供給されている。前記の画像メモリ
２８に記憶された画素空間データが与えられる動き補償
予測部２９は、可変長復号化部２４から供給される予測
モード、動きベクトル等の情報を用いて信号処理を行な
い、その出力を加算器２７に供給している。そしてイン
トラ符号化モードの場合に、前記した加算器２７からフ
ォーマット変換部３０に与えられるデジタルデータは、
前記した逆ＤＣＴ部２６から出力された画素空間データ
そのものであり、また動き補償予測モードの場合に前記
した加算器２７からフォーマット変換部３０に与えられ
るデジタルデータは、動き補償予測されたブロックデー
タが加算されたものである。画面内の全てのマクロブロ
ックが復号され、画面は、元の入力順序に並びかえられ
て画面出力が行なわれ、必要に応じて画面サイズの変換
が行なわれた後に、デジタルアナログ変換器３１により
アナログ信号形態の画像出力信号として出力端子３２に
出力される。

【０００８】ところでＭＰＥＧ２では、符号化されたデ
ジタルデータ列（ビットストリーム）は階層構造になっ
ており、上位層から順に、シーケンス層、ＧＯＰ層、ピ
クチャ層、スライス層、マクロブロック層、ブロック層
から構成されていることは周知のとおりである。そし
て、前記したシーケンス層からスライス層までの各階層
には、それぞれ特異なスタートコードが与えられてい
て、前記した特異なスタートコードによって、各層が区
別されるとともに、エラー回復ポイントともされてい
る。

【０００９】前記のシーケンスは、一般に１つのビデオ
プログラム全体を示し、１個以上のＧＯＰから構成され
ている。ＭＰＥＧで符号化された画像データは、前後の
画面データに基づいて作られているために、１画面だけ
では完結した情報にはならないので、何枚かの画面デー
タ（少くとも１枚のＩピクチャと、任意枚数のＰ，Ｂピ
クチャ）をまとめたＧＯＰを単位としてランダムアクセ
スを可能にしており、ＧＯＰヘッダにはＧＯＰスタート
コード、タイムコード等が含まれている。シーケンスヘ
ッダには、シーケンスヘッダコード、符号化画像サイ
ズ、アスペクト比、フレームレート、ビットレート、Ｖ
ＢＶバッファサイズ、量子化マトリクスなどの情報が含
まれている。前記のランダムアクセスの頭出しに使われ
るのがＧＯＰヘッダであり、ＭＰＥＧのビットストリー
ムには、各所にＧＯＰ単位のエントリーポイントが用意
されている。

【００１０】また、ピクチャ層は各画面に相当し、ピク
チャヘッダにはピクチャスタートコードの他に、画面に
関する符号化条件、すなわち、ＧＯＰ画像内の表示順、
ピクチャ符号化タイプ、ＶＢＶの復号開始までの遅延量
等が設定される。スライスは、図１４に示す画面中のＡ
〜Ｑにより指示して例示してあるような横長の帯状の領
域（Ａ〜Ｑ）として構成されるものであり、開始コード
をもつ一連のデータ列の内の最小単位で、任意の長さ
（例えば１６画素幅）のマクロブロックの１個以上のも
のから構成されている。そして、例えば図１４中のＡ〜
Ｑのように、左から右に、上から下に並ぶような態様の
ものとして画面中に設けられるスライスは、あるスライ
スでエラーが発生しても、次のスライスの開始時に同期
がとれることによりエラーの回復を可能にする。

【００１１】スライス内のイントラマクロブロックで
は、ＤＣ係数の予測符号化が行なわれるために、スライ
スの途中からビットストリームが得られても復号するこ
とはできない。各スライスにはスライスヘッダを備えて
いるが、前記のスライスヘッダは、スライススタートコ
ード（開始コード）の他に、スライス垂直位置情報や量
子化スケールコード等を含んで構成されている。マクロ
ブロックは、４：２：０［画面内の輝度情報Ｙと、色差
情報Ｃｒ，Ｃｂとの三つの成分の比率が４：２：０］の
場合には、図１０に示されているように、４個の輝度情
報のブロックＤＣＴ0〜ＤＣＴ3と、前記の輝度情報のブ
ロックと空間的に対応した２つの色差ブロックＤＣＴ
4，ＤＣＴ5との合計６個のＤＣＴブロックから構成され
る。マクロブロックデータでは、マクロブロックの位置
や符号化モードが設定される。

【００１２】前記のＤＣＴブロックは、輝度信号または
色差信号の８画素×８ラインから構成されており、離散
コサイン変換（ＤＣＴ）動作及び逆離散コサイン変換
（ＩＤＣＴ）動作は、前記した画素単位で行なわれる。
ブロックデータは量子化ＤＣＴ係数から構成され、イン
トラマクロブロックのＤＣ成分については、隣りのブロ
ックとの差分値に関する大きさと差分情報とが与えら
れ、その他のＤＣＴ係数については非零量子化ＤＣＴ係
数までの０の係数の長さ（ラン長）とレベルに関する情
報が与えられ、ＥＯＢ（Ｅnd Ｏf Ｂiock）で各ブロッ
クのＤＣＴ係数が終了する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】さて、ビデオ・テープ
・レコーダ（ＶＴＲ）、光磁気ディスク記録再生装置、
その他の記録再生装置を用いて、前述したＭＰＥＧ２に
より画像情報が圧縮された状態の圧縮画像データを記録
再生する場合には、編集動作や特殊再生（例えば早送り
再生）動作も容易にできるような圧縮画像データが記録
再生動作に用いられることが望ましい。それで、記録再
生の対象にされる圧縮画像データとして、ＧＯＰに含ま
れるピクチャ（画面）数が１（または２）で、ＧＯＰの
単位で一定の符号量となるようにして符号化して記録再
生が行なわれるようにすることが考えられた。前記のよ
うに、ＧＯＰに含まれるピクチャ（画面）数を制限する
とともに、ＧＯＰの単位で固定量符号化を行なうように
したのは、編集動作や特殊再生（例えば早送り再生）動
作も容易にできるようにさせようとの配慮に基づくもの
である。

【００１４】前記のように構成されたＭＰＥＧ２による
圧縮画像データのビットストリームは、ビデオ・テープ
・レコーダ（ＶＴＲ）、光磁気ディスク記録再生装置、
その他の記録再生装置によって記録，再生でき、前記の
記録再生装置によって再生されたＭＰＥＧ２による圧縮
画像データのビットストリームは、一般的なＭＰＥＧ２
復号器を備えている機器で復号でき、また、前記の記録
再生装置によって再生されたＭＰＥＧ２による圧縮画像
データのビットストリームは、他の記録再生装置で記録
されるようにもできる。

【００１５】ここで、記録再生装置で記録再生の対象に
されているＭＰＥＧ２による圧縮画像データとして、Ｇ
ＯＰが１つのピクチャで構成されており、かつ、前記の
ピクチャはイントラで符号化が行なわれているＩピクチ
ャ（フレーム内符号化画像）である場合を例にとり説明
を行なうと次のとおりである。今、１フレームにおける
輝度信号Ｙの画素が、横７２０画素×縦４８０画素であ
り、また、１フレームにおける色差信号Ｃｒ，Ｃｂの画
素が、それぞれ横３６０画素×縦２４０画素であるとす
る。

【００１６】前記の横７２０画素×縦４８０画素のよう
な画素数を有する１フレームには、図１０に示す横１６
画素×縦１６画素のマクロブロックが、横４５個×縦３
０個が構成されることになる。前記したマクロブロック
の５個を用いてスライスを構成させるとすると、前記し
た横７２０画素×縦４８０画素のような画素数を有する
１フレームは、図１１に例示してあるように横方向には
＃１〜＃９のスライスが並び、また縦方向には＃１〜＃
３０のスライスが並ぶ、全部で（９×３０）個のスライ
スの配列によって構成されることになる。

【００１７】前記のように、横９個×縦３０個のスライ
スの配列によって構成されている各１フレームの圧縮画
像データは、ＶＴＲの磁気テープＴ（図１３参照）にお
ける連続する所定本数（以下の記述では４本）の記録跡
に分割して記録されるものとする。図１３は前記したＶ
ＴＲ、すなわち、上ドラムと下ドラムとからなるドラム
の周面の一部へ巻回された状態の磁気テープＴを所定の
走行速度で走行させて、回転磁気ヘッドを用いて記録再
生動作を行なうようにしている所謂ヘリカル・スキャン
型の磁気記録再生装置［ビデオ・テープ・レコーダ(ＶＴ
Ｒ)、またはビデオ・カセット・レコーダ(ＶＣＲ)］にお
ける回転磁気ヘッドの回転軌跡に従って磁気テープに形
成される記録跡パターンを示しており、図１３において
矢印ａは磁気テープＴの進行方向、矢印ｂはＶＴＲが早
送り再生モードにおける磁気ヘッドの進行方向、Ｔｒ
1，Ｔｒ2…は磁気テープＴに記録形成されている順次の
記録跡である。

【００１８】前記のように１フレームを構成している横
９個×縦３０個のスライスと対応するビットストリーム
は、磁気テープＴの４本の記録跡（トラック）に６４×
４個のシンクブロックとして記録される。すなわち１フ
レームを構成している横９個×縦３０個のスライスと対
応するビットストリームは分割されて、磁気テープの１
本の記録跡毎と対応する、それぞれ６４個のシンクブロ
ックに格納されている。ところで、１フレームの圧縮
画像データ列は可変長符号化されているために、スライ
スの先頭とシンクブロックの先頭とは一致しないことが
起こる。ところで、ＶＴＲにおいて回転磁気ヘッドの回
転軌跡により磁気テープに形成される記録跡パターン
が、回転磁気ヘッドの回転数や回転方向、磁気テープＴ
の進行方向や走行速度などの変化に応じて変化すること
は周知のとおりである。例えば、図１３に示す磁気テー
プＴにおける記録跡Ｔｒ1，Ｔｒ2…は、磁気テープＴを
矢印ａ方向に所定の走行速度で走行させている状態で、
回転磁気ヘッドの回転軌跡に従って磁気テープＴに記録
形成されたものである。

【００１９】記録時における磁気テープＴの走行速度
と、再生時における磁気テープＴの走行速度とが同一
で、かつ、回転磁気ヘッドの回転数や回転方向も記録時
と再生時とにおいて同じであれば、再生時における回転
磁気ヘッドの回転軌跡は、磁気テープＴの記録跡Ｔｒ
1，Ｔｒ2…の延在する方向と平行となるから、トラッキ
ング制御動作により磁気テープＴを進行方向に変位させ
て、再生時における回転磁気ヘッドの回転軌跡を、磁気
テープＴの記録跡Ｔｒ1，Ｔｒ2…に一致させた状態とし
て記録跡中の記録情報を再生することができる。

【００２０】ところが、記録時における磁気テープＴの
走行速度に比べて、再生時の磁気テープの走行速度を早
くしてＶＴＲが早送り再生動作を行なっているときにお
ける回転磁気ヘッドの回転軌跡は、図１３中の矢印ｂに
例示してあるように、磁気テープＴの記録跡Ｔｒ1，Ｔ
ｒ2…に交叉しているものになる。図１３に示す早送り
再生動作時における回転磁気ヘッドは、順次の記録跡Ｔ
ｒ1→Ｔｒ2→Ｔｒ3→Ｔｒ4を横切っている状態になるか
ら、シンクブロックが連続して再生できないことが生じ
る。ＶＴＲが早送り再生動作を行なっていて、回転磁気
ヘッドの回転軌跡が磁気テープＴの記録跡Ｔｒ1，Ｔｒ2
…に交叉している状態における回転磁気ヘッドによる再
生信号の状態は、例えば、図１２に例示されているよう
なものになる。

【００２１】図１２に示した例においては、シンクブロ
ック（ｎ＋１）内にスライスヘッダがあるが、前記した
スライスヘッダの位置以前のシンクブロックｎのデータ
については、途中のデータが失なわれていて可変長符号
の復号ができず、また、シンクブロック（ｎ＋２）以降
のデータも失なわれていて、そこまでにＥＯＢが来ない
ＤＣＴブロックについても復号することができない。す
なわち、ＶＴＲの早送り再生動作において、図１２に示
した例のように３つのシンクブロックが連続して再生で
きたとしても、復号が可能なデータは、スライダヘッダ
からデータ列が途切れる以前にＥＯＢが来たＤＣＴブロ
ックまでである。

【００２２】したがって、ＶＴＲの早送り再生動作に
は、スライダヘッダに続いて符号化されるマクロブロッ
クは、比較的頻繁に復号可能なデータが得られるのに対
し、次のスライダヘッダの直前に符号化されているマク
ロブロックは、比較的希にしか復号可能なデータが得ら
れない。それで、図１１に例示してある１フレームを構
成している横９個×縦３０個のスライスと対応するビッ
トストリームを、磁気テープＴの４本の記録跡に、６４
×４個のシンクブロックとして記録させた場合には、Ｖ
ＴＲの早送り再生動作に当り、画面の特定の部分は比較
的頻繁に更新されるのに対し、別の部分は比較的希にし
か更新されないことになり、不自然な画像しか再生でき
ないことになる。それで、前記のような問題点を生じさ
せない早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画
像データの発生装置の出現が待望された。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は(縦ｍ画素×横
ｎ画素)のブロックサイズを有するマクロブロックの１
個以上のものを用いて順次のスライスを構成させ、前記
のスライス毎に可変長符号の復号開始が可能なようにす
るための情報ビットを付加した態様のデータ列により記
録再生用の圧縮画像データ列を構成させる場合に、画面
毎にスライスの構成態様を変化させる手段を設けてなる
早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像デー
タの発生装置、及び(縦ｍ画素×横ｎ画素)のブロックサ
イズを有するマクロブロックの１個以上のものを用いて
順次のスライスを構成させ、前記のスライス毎に可変長
符号の復号開始が可能なようにするための情報ビットを
付加した態様のデータ列により記録再生用の圧縮画像デ
ータ列を構成させる場合に、画面の横方向に順次に配列
される所定個数のスライスは、予め定められた個数のマ
クロブロックが横方向に連続配置された構成態様のもの
が使用されることを原則とし、画面の両端部に位置する
各１つのスライスについてだけ例外的に、前記の両端部
に位置する各１つのスライスにおける横方向に連続配置
されるマクロブロックの合計個数が、前記の原則に基づ
いて構成されたスライスにおける前記した予め定められ
たマクロブロックの個数に等しくなるという条件を満足
した状態で、前記の両端部に位置する各１つのスライス
をそれぞれ構成する横方向に連続配置させるマクロブロ
ックの個数を、画面毎にそれぞれ異なるように定めるよ
うにする手段を設けてなる早送り再生時にも良好な画像
を再生できる圧縮画像データの発生装置、ならびに(縦
ｍ画素×横ｎ画素)のブロックサイズを有するマクロブ
ロックの１個以上のものを用いて順次のスライスを構成
させ、前記のスライス毎に可変長符号の復号開始が可能
なようにするための情報ビットを付加した態様のデータ
列により記録再生用の圧縮画像データ列を構成させる場
合に、画面の横方向に順次に配列されるスライスとし
て、ランダムに選定された個数のマクロブロックが横方
向に連続配置された構成態様のものとする手段を設けて
なる早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像
データの発生装置を提供する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像デ
ータの発生装置の具体的な内容を詳細に説明する。図１
は本発明の早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧
縮画像データの発生装置の構成例を示すブロック図であ
り、また、図２及び図３は図１に示す本発明の早送り再
生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データの発生
装置におけるスライス構成部１３と、２進カウンタ５０
とからなる構成部分の別態様の構成部分を示すブロック
図である。図１に示す早送り再生時にも良好な画像を再
生できる圧縮画像データの発生装置において、１はデジ
タル信号形態の輝度信号Ｙ（輝度情報Ｙ）の入力端子、
２はデジタル信号形態の色差信号Ｃｒ（色差情報Ｃｒ）
の入力端子、３はデジタル信号形態の色差信号Ｃｂ（色
差情報Ｃｂ）の入力端子であり、また、４はフレーム切
換え信号の入力端子、５は記録データ（記録されるべき
圧縮画像データ）の出力端子である。

【００２５】前記した入力端子１を介して画面並べかえ
部６に供給されたデジタル信号形態の輝度信号Ｙは、画
面並べかえ部６においてピクチャタイプＩ，Ｐ，Ｂに合
わせて画面の並べかえが行なわれてから、ＤＣＴ部９に
供給されてＤＣＴ部９において離散コサイン変換され
る。そして、前記のＤＣＴ部９から出力されたＤＣＴ符
号化係数はマクロブロック構成部１２に供給される。ま
た、前記した入力端子２を介して画面並べかえ部７に供
給されたデジタル信号形態の色差信号Ｃｒは、画面並べ
かえ部７においてピクチャタイプＩ，Ｐ，Ｂに合わせて
画面の並べかえが行なわれてから、ＤＣＴ部１０に供給
されてＤＣＴ部１０において離散コサイン変換される。
そして、前記のＤＣＴ部１０から出力されたＤＣＴ符号
化係数はマクロブロック構成部１２に供給される。

【００２６】さらに、前記した入力端子３を介して画面
並べかえ部８に供給されたデジタル信号形態の色差信号
Ｃｂは、画面並べかえ部８においてピクチャタイプＩ，
Ｐ，Ｂに合わせて画面の並べかえが行なわれてから、Ｄ
ＣＴ部１１に供給されてＤＣＴ部１１において離散コサ
イン変換される。そして、前記のＤＣＴ部１１から出力
されたＤＣＴ符号化係数はマクロブロック構成部１２に
供給される。前記のマクロブロック構成部１２では、前
記した各ＤＣＴ部９〜１１から与えられた各ＤＣＴ符号
化係数を用いて、所定のブロックサイズ（縦ｍ画素×横
ｎ画素）のマクロブロックを構成させる。

【００２７】マクロブロック構成部１２から出力された
順次のマクロブロックは、スライス構成部１３の入力端
子１３ａに与えられる。前記のスライス構成部１３は、
端子１３ｂに供給されている２進カウンタ５０からの計
数出力「０」「１」…に応じて、それぞれ予め定められ
た構成形態のスライスが出力端子１３ｃから出力されて
量子化部１４に供給されるようにする。そして、前記の
２進カウンタ５０は、フレーム切換え信号の入力端子４
を介して供給されたフレームの切換え信号を計数して、
計数値「０」「１」「０」「１」…を出力している。

【００２８】前記したスライス構成部１３の出力端子１
３ｃから量子化部１４に供給される順次の１フレーム毎
のスライスの構成態様は、ｎ番目のフレームについて
は、例えば図４の（ａ）に例示されているように、（横
１５個×縦３０個）のスライスによって１フレームが構
成されている状態にされ、また、（ｎ＋１番目）のフレ
ームについては例えば図４の（ｂ）に例示されているよ
うに、（横９個×縦３０個）のスライスによって１フレ
ームが構成されている状態にされる、というように、順
次の１フレーム毎のスライスの構成態様が変化される。
すなわち、ｎ番目のフレームでは、３個のマクロブロッ
クでスライスが構成されており、また、（ｎ＋１番目）
のフレームでは、５個のマクロブロックでスライスが構
成されている。

【００２９】前記のように、順次の１フレーム毎にスラ
イスの構成態様が変化している圧縮画像データは、量子
化部１４で量子化された後に、可変長符号化部１５で可
変長符号化されてから、バッファメモリ１６に蓄積され
る。ところでマクロブロック符号化情報と量子化ＤＣＴ
係数は、それぞれ可変長符号により符号化されて発生符
号量が可変となるから、固定ビットレートとする場合に
は一定のビットレートに保持するための機構が必要にな
るが、前記の出力バッファメモリ１６の蓄積量をレート
制御部１７で監視し、ターゲットビットレートに合わせ
た量子化制御を行なって固定ビットレートとする。そし
て前記のバッファメモリ１６からからシンクブロック構
成部１８に供給された圧縮画像データは、シンクブロッ
ク構成部１８において所定構成のシンクブロックに分割
されて記録データとして出力端子５に出力される。前記
の出力端子５から出力された記録データは、周知のよう
にオーディオデータと多重化され、図示されていない誤
り訂正符号化部において誤り訂正のパリティが付加され
た後に記録変調され、記録媒体（磁気テープ）に記録さ
れる。

【００３０】前記したように、順次の１フレーム毎のス
ライスの構成態様が、ｎ番目のフレームでは図４の
（ａ）に例示してあるように、すべてのスライスが例え
ば３個のマクロブロックでスライスが構成されており、
また、（ｎ＋１番目）のフレームでは図４の（ｂ）に例
示してあるように、すべてのスライスが例えば５個のマ
クロブロックでスライスが構成されている、というよう
にされている場合に、前記の各１フレームのビットスト
リームが、磁気テープＴの４本の記録跡に、６４×４個
のシンクブロックとして記録させた状態で、記録時にお
ける磁気テープＴの走行速度に比べて、再生時の磁気テ
ープの走行速度を早くしてＶＴＲに早送り再生動作を行
なわせたときには、回転磁気ヘッドの回転軌跡は、図１
３中の矢印ｂに例示してあるように、磁気テープＴの記
録跡Ｔｒ1，Ｔｒ2…に交叉しているものになるが、図５
の（ａ），（ｂ）中でハッチングを施してある領域が比
較的頻繁に更新されることになる。

【００３１】すなわち、前記した図５の（ａ）は図４の
（ａ）に示されているように、１フレームを構成してい
る全部のスライスが、３個ずつのマクロブロックで構成
されているｎ番目のフレームであり、また、図５の
（ｂ）は図４の（ｂ）に示されているように、１フレー
ムを構成している全部のスライスが、５個ずつのマクロ
ブロックで構成されている（ｎ＋１番目）のフレームで
あるが、前記した図５の（ａ），（ｂ）に示されている
各フレーム中においてハッチングが施されている領域の
フレーム中の位置には差があるために、ＶＴＲが早送り
再生動作を行なった状態で、図５の（ａ），（ｂ）中で
ハッチングを施してある領域が比較的頻繁に更新される
とした場合には、画面の多くの領域が略々等しい頻度で
更新されることになる。なお、ＧＯＰを構成しているピ
クチャの数が２以上で、Ｐピクチャ、ＢピクチャもＧＯ
Ｐに含まれている場合には、前記した２進カウンタ５０
のカウントアップはＩピクチャ毎に行なわれるようにす
る。

【００３２】次に、図１を参照して既述した本発明の早
送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データ
の発生装置におけるスライス構成部１３と、２進カウン
タ５０とからなる構成部分における２進カウンタ５０
を、３進カウンタ１９に変更した構成態様とされている
図２に示す本発明の早送り再生時にも良好な画像を再生
できる圧縮画像データの発生装置について説明する。マ
クロブロック構成部１２から出力された順次のマクロブ
ロックが、スライス構成部１３の入力端子１３ａに与え
られているスライス構成部１３は、端子１３ｂに供給さ
れている３進カウンタ１９からの計数出力「０」「１」
「２」「０」「１」「２」…に応じて、それぞれ予め定
められた構成形態のスライスが出力端子１３ｃから出力
されて量子化部１４に供給されるようにする。そして、
前記の３進カウンタ５０は、フレーム切換え信号の入力
端子４を介して供給されたフレームの切換え信号を計数
して、計数値「０」「１」「２」「０」「１」「２」…
を出力している。

【００３３】前記したスライス構成部１３の出力端子１
３ｃから量子化部１４に供給される順次の１フレーム毎
のスライスの構成態様は、ｎ番目のフレームについて
は、例えば図６の（ａ）に例示されているように、１フ
レームを構成している（横１５個×縦３０個）の全部の
スライスが、すべて３個のマクロブロックによって構成
されている状態とされており、また（ｎ＋１番目）のフ
レームについては、例えば図６の（ｂ）に例示されてい
るように、１フレームを構成している（横１５個×縦３
０個）のスライスの内で、画面の両側のスライス［図６
の（ｂ）における＃１の縦列に属するスライスと、図６
の（ｂ）における＃１５の縦列に属するスライス］を除
くスライスは、すべて３個のマクロブロックによって構
成されている状態とされているが、画面の左端のスライ
ス［図６の（ｂ）における＃１の縦列に属するスライ
ス］は２個のマクロブロックによって構成されている状
態とされており、また画面の右端のスライス［図６の
（ｂ）における＃１５の縦列に属するスライス］は４個
のマクロブロックによって構成されている状態とされて
いる。

【００３４】さらに、（ｎ＋２番目）のフレームについ
ては例えば図６の（ｃ）に例示されているように、１フ
レームを構成している（横１５個×縦３０個）のスライ
スの内で、画面の両側のスライス［図６の（ｃ）におけ
る＃１の縦列に属するスライスと、図６の（ｃ）におけ
る＃１５の縦列に属するスライス］を除くスライスは、
すべて３個のマクロブロックによって構成されている状
態とされているが、画面の左端のスライス［図６の
（ｃ）における＃１の縦列に属するスライス］は４個の
マクロブロックによって構成されている状態とされてお
り、また画面の右端のスライス［図６の（ｃ）における
＃１５の縦列に属するスライス］は２個のマクロブロッ
クによって構成されている状態とされている。

【００３５】すなわち、図６の（ａ）〜（ｃ）に示され
ている順次の各フレームにおけるスライスの構成態様
は、画面の横方向に順次に配列される所定個数のスライ
スは、予め定められた個数（図６の例では３個）のマク
ロブロックが横方向に連続配置された構成態様のものが
使用されることを原則とし、画面の両端部に位置する各
１つのスライス［図６の（ｂ），（ｃ）における＃１の
縦列に属するスライスと、図６の（ｂ），（ｃ）におけ
る＃１５の縦列に属するスライス］についてだけ例外的
に、前記の両端部に位置する各１つのスライスにおける
横方向に連続配置されるマクロブロックの合計個数が、
前記の原則に基づいて構成されたスライスにおける前記
した予め定められたマクロブロックの個数の２倍（図６
の例では６個）に等しくなるという条件を満足した状態
で、前記の両端部に位置する各１つのスライスをそれぞ
れ構成する横方向に連続配置させるマクロブロックの個
数が、画面毎にそれぞれ異なるように定められている。

【００３６】前記のように、順次の１フレーム毎にスラ
イスの構成態様が変化している圧縮画像データは、図１
中に示されている量子化部１４で量子化された後に、可
変長符号化部１５で可変長符号化されてから、バッファ
メモリ１６に蓄積される。ところでマクロブロック符号
化情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化されて発生符号量が可変となるから、固定ビッ
トレートとする場合には一定のビットレートに保持する
ための機構が必要になるが、前記の出力バッファメモリ
１６の蓄積量をレート制御部１７で監視し、ターゲット
ビットレートに合わせた量子化制御を行なって固定ビッ
トレートとする。そして前記のバッファメモリ１６から
シンクブロック構成部１８に供給された圧縮画像データ
は、シンクブロック構成部１８において所定構成のシン
クブロックに分割されて記録データとして出力端子５に
出力される。前記の出力端子５から出力された記録デー
タは、周知のようにオーディオデータと多重化され、図
示されていない誤り訂正符号化部において誤り訂正のパ
リティが付加された後に記録変調され、記録媒体（磁気
テープ）に記録される。

【００３７】前記したように、順次の１フレーム毎のス
ライスの構成態様が、ｎ番目のフレームについては図６
の（ａ）に例示してあるようなものとされ、また、（ｎ
＋１番目）のフレームについては、例えば図６の（ｂ）
に例示してあるようなものとされ、さらに、（ｎ＋２番
目）のフレームについては例えば図６の（ｃ）に例示し
てあるようなものとされていることにより、前記の順次
の各１フレームのビットストリームが、磁気テープＴの
４本の記録跡に、６４×４個のシンクブロックとして記
録させた状態で、記録時における磁気テープＴの走行速
度に比べて、再生時の磁気テープの走行速度を早くして
ＶＴＲに早送り再生動作を行なわせたときには、回転磁
気ヘッドの回転軌跡は、図１３中の矢印ｂに例示してあ
るように、磁気テープＴの記録跡Ｔｒ1，Ｔｒ2…に交叉
しているものになるが、図７の（ａ）〜（ｃ）中におい
てハッチングを施してある領域が比較的頻繁に更新され
ることになる。

【００３８】すなわち、前記した図７の（ａ）に示すフ
レームのスライス構成は図６の（ａ）に示されているス
ライス構成と同じであり、また、図７の（ｂ）に示すフ
レームのスライス構成は図６の（ｂ）に示されているス
ライス構成と同じであり、さらに図７の（ｃ）に示すフ
レームのスライス構成は図６の（ｃ）に示されているス
ライス構成と同じであるが、前記した図７の（ａ）〜
（ｃ）に示されている各フレーム中においてハッチング
が施されている領域のフレーム中の位置には差があるた
めに、ＶＴＲが早送り再生動作を行なった状態で、図７
の（ａ）〜（ｃ）中でハッチングを施してある領域が比
較的頻繁に更新されるとした場合には、画面の多くの領
域が略々等しい頻度で更新されることになる。

【００３９】次に、図１を参照して既述した本発明の早
送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データ
の発生装置におけるスライス構成部１３と、２進カウン
タ５０とからなる構成部分における２進カウンタ５０
を、Ｍ系列信号発生部２０とマクロブロック数変換部２
１とに変更した構成態様とされている図３に示す本発明
の早送り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像デ
ータの発生装置について説明する。マクロブロック構成
部１２から出力された順次のマクロブロックが、スライ
ス構成部１３の入力端子１３ａに与えられているスライ
ス構成部１３では、端子１３ｂに供給されているマクロ
ブロック数変換部２１からの出力信号に従って決定され
たマクロブロックの個数を有する順次のスライスを出力
端子１３ｃから出力させる。

【００４０】前記のＭ系列信号発生部２０とマクロブロ
ック数変換部２１は、１スライスを２マクロブロック〜
５マクロブロックで構成させるものとした場合に、順次
のスライスを何個のマクロブロックで構成させるのかを
ランダムに決定する際に使用される。前記のＭ系列信号
発生部２０とマクロブロック数変換部２１は、例えば擬
似ランダム系列であるＭ系列信号で得られる値をマクロ
ブロック数変換部２１で４で割った余りを求め、さらに
２を加えた値を該当スライスのマクロブロック数とす
る。なお、画面の右端については、１行の４５個のマク
ロブロックの内の余りの１〜５個のマクロブロックでス
ライスを構成する。

【００４１】図８の（ａ），（ｂ）は、前記のようにし
て得られるスライスの構成例を順次のフレームについて
例示したものであり、図８における順次のスライスを構
成しているマクロブロック数は、スライス毎に変化して
いる。すなわち、図１を参照して既述した本発明の早送
り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データの
発生装置におけるスライス構成部１３の動作を、Ｍ系列
信号発生部２０とマクロブロック数変換部２１とからな
る構成部分の出力信号によって制御するようにした早送
り再生時にも良好な画像を再生できる圧縮画像データの
発生装置で、（縦ｍ画素×横ｎ画素）のブロックサイズ
を有するマクロブロックの１個以上のものを用いて順次
のスライスを構成させ、前記のスライス毎に可変長符号
の復号開始が可能なようにするための情報ビットを付加
した態様のデータ列により記録再生用の圧縮画像データ
列を構成させる場合に、画面の横方向に順次に配列され
るスライスとして、ランダムに選定された個数のマクロ
ブロックが横方向に連続配置された構成態様のものにで
きるのである。

【００４２】前記のように、順次の１フレーム毎にスラ
イスの構成態様が変化している圧縮画像データは、図１
中に示されている量子化部１４で量子化された後に、可
変長符号化部１５で可変長符号化されてから、バッファ
メモリ１６に蓄積される。ところでマクロブロック符号
化情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化されて発生符号量が可変となるから、固定ビッ
トレートとする場合には一定のビットレートに保持する
ための機構が必要になるが、前記の出力バッファメモリ
１６の蓄積量をレート制御部１７で監視し、ターゲット
ビットレートに合わせた量子化制御を行なって固定ビッ
トレートとする。そして前記のバッファメモリ１６から
からシンクブロック構成部１８に供給された圧縮画像デ
ータは、シンクブロック構成部１８において所定構成の
シンクブロックに分割されて記録データとして出力端子
５に出力される。前記の出力端子５から出力された記録
データは、周知のようにオーディオデータと多重化さ
れ、図示されていない誤り訂正符号化部において誤り訂
正のパリティが付加された後に記録変調され、記録媒体
（磁気テープ）に記録される。

【００４３】前述のようにスライス構成部１３の出力端
子１３ｃから量子化部１４に供給される順次の１フレー
ム毎のスライスの構成態様は、画面の横方向に順次に配
列されるスライスが、ランダムに選定された個数のマク
ロブロックが横方向に連続配置された構成態様のものと
されているから、順次の各１フレームのビットストリー
ムが、磁気テープＴの４本の記録跡に、６４×４個のシ
ンクブロックとして記録させた状態で、記録時における
磁気テープＴの走行速度に比べて、再生時の磁気テープ
の走行速度を早くしてＶＴＲに早送り再生動作を行なわ
せたときには、回転磁気ヘッドの回転軌跡は、図１３中
の矢印ｂに例示してあるように、磁気テープＴの記録跡
Ｔｒ1，Ｔｒ2…に交叉しているものになるが、図９の
（ａ），（ｂ）中においてハッチングを施してある領域
が比較的頻繁に更新されることになる。

【００４４】すなわち、前記した図９の（ａ）に示すフ
レームのスライス構成は図８の（ａ）に示されているス
ライス構成と同じであり、また、図９の（ｂ）に示すフ
レームのスライス構成は図８の（ｂ）に示されているス
ライス構成と同じであるが、前記した図９の（ａ），
（ｂ）に示されている各フレーム中においてハッチング
が施されている領域のフレーム中の位置には差があるた
めに、ＶＴＲが早送り再生動作を行なった状態で、図９
の（ａ），（ｂ）中でハッチングを施してある領域が比
較的頻繁に更新されるとした場合には、画面の多くの領
域が略々等しい頻度で更新されることになる。

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の早送り再生時にも良好な画像を再生で
きる圧縮画像データの発生装置では、順次の１フレーム
毎のスライスの構成態様を変化させるようにしたことに
より、各フレーム中において再生される領域のフレーム
中の位置には差があるために、記録時における磁気テー
プＴの走行速度に比べて、再生時の磁気テープの走行速
度を早くしてＶＴＲに早送り再生動作を行なわせたとき
にも、画面の多くの領域が略々等しい頻度で更新される
ことになるために、早送り再生時にも良好な画像を再生
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の早送り再生時にも良好な画像を再生で
きる圧縮画像データの発生装置の構成例を示すブロック
図である。

【図２】図１に示す本発明の早送り再生時にも良好な画
像を再生できる圧縮画像データの発生装置における一部
の構成部分の別態様の構成部分を示すブロック図であ
る。

【図３】図１に示す本発明の早送り再生時にも良好な画
像を再生できる圧縮画像データの発生装置における一部
の構成部分の別態様の構成部分を示すブロック図であ
る。

【図４】スライスの構成態様を示す図である。

【図５】スライスの構成態様を示す図である。

【図６】スライスの構成態様を示す図である。

【図７】スライスの構成態様を示す図である。

【図８】スライスの構成態様を示す図である。

【図９】スライスの構成態様を示す図である。

【図１０】マクロブロックの構成態様を示す図である。

【図１１】スライスの構成態様を示す図である。

【図１２】シンクブロック列の構成態様を示す図であ
る。

【図１３】磁気テープから早送り再生を行なっている状
態の説明図である。

【図１４】スライスの構成態様を示す図である。

【図１５】復号器の構成例を示すブロック図である。

【図１６】符号化器の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１〜４…入力端子、５…出力端子、６〜８，３６…画面
並べかえ部、９〜１１，３８…ＤＣＴ部、１２…マクロ
ブロック構成部、１３…スライス構成部、１４，３９…
量子化部、１５，４０…可変長符号化部、１６，２３，
４１…バッファメモリ、１７，４２…レート制御部、１
８…シンクブロック構成部、１９…３進カウンタ、２０
…Ｍ系列信号発生部、２１…マクロブロック数変換部、
２４…可変長復号化部、２５，４３…逆量子化部、２８
…画像メモリ、２９，４７…動き補償予測部、３０，３
５…フォーマット変換部、５０…２進カウンタ、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（縦ｍ画素×横ｎ画素）のブロックサイ
ズを有するマクロブロックの１個以上のものを用いて順
次のスライスを構成させ、前記のスライス毎に可変長符
号の復号開始が可能なようにするための情報ビットを付
加した態様のデータ列により記録再生用の圧縮画像デー
タ列を構成させる場合に、画面毎にスライスの構成態様
を変化させる手段を設けてなる早送り再生時にも良好な
画像を再生できる圧縮画像データの発生装置。
【請求項２】（縦ｍ画素×横ｎ画素）のブロックサイ
ズを有するマクロブロックの１個以上のものを用いて順
次のスライスを構成させ、前記のスライス毎に可変長符
号の復号開始が可能なようにするための情報ビットを付
加した態様のデータ列により記録再生用の圧縮画像デー
タ列を構成させる場合に、画面の横方向に順次に配列さ
れる所定個数のスライスは、予め定められた個数のマク
ロブロックが横方向に連続配置された構成態様のものが
使用されることを原則とし、画面の両端部に位置する各
１つのスライスについてだけ例外的に、前記の両端部に
位置する各１つのスライスにおける横方向に連続配置さ
れるマクロブロックの合計個数が、前記の原則に基づい
て構成されたスライスにおける前記した予め定められた
マクロブロックの個数に等しくなるという条件を満足し
た状態で、前記の両端部に位置する各１つのスライスを
それぞれ構成する横方向に連続配置させるマクロブロッ
クの個数を、画面毎にそれぞれ異なるように定めるよう
にする手段を設けてなる早送り再生時にも良好な画像を
再生できる圧縮画像データの発生装置。
【請求項３】（縦ｍ画素×横ｎ画素）のブロックサイ
ズを有するマクロブロックの１個以上のものを用いて順
次のスライスを構成させ、前記のスライス毎に可変長符
号の復号開始が可能なようにするための情報ビットを付
加した態様のデータ列により記録再生用の圧縮画像デー
タ列を構成させる場合に、画面の横方向に順次に配列さ
れるスライスとして、ランダムに選定された個数のマク
ロブロックが横方向に連続配置された構成態様のものと
する手段を設けてなる早送り再生時にも良好な画像を再
生できる圧縮画像データの発生装置。