JPH11289533A - データ変換装置及び方法、並びに信号記録再生装置 - Google Patents

データ変換装置及び方法、並びに信号記録再生装置

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JPH11289533A
JPH11289533A JP9199398A JP9199398A JPH11289533A JP H11289533 A JPH11289533 A JP H11289533A JP 9199398 A JP9199398 A JP 9199398A JP 9199398 A JP9199398 A JP 9199398A JP H11289533 A JPH11289533 A JP H11289533A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路構成で、しかも少ない処理量で、
ＶＴＲへの記録に適した第２のフォーマットの符号化デ
ータを、標準的なディジタル映像信号の圧縮符号化規格
であるＭＰＥＧ規格の第１のフォーマットの符号化デー
タに変換する。 【解決手段】 直交変換を伴う映像データの圧縮符号化
の際に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）ブロックを複数個
まとめたマクロブロック毎にＤＣＴ係数が、直流成分、
交流成分の低次から高次の順に配置され、可変長符号化
された第２のフォーマットの符号化データが、可変長復
号回路１１で可変長復号されて、ＤＣＴ係数データに戻
される。このＤＣＴ係数データを、ＤＣＴブロック単位
で、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置し、
可変長符号化回路１３で可変長符号化することで、第１
のフォーマットの符号化データを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮符号化データ
をフォーマット変換するデータ変換装置及び方法、並び
に信号記録再生装置に関し、特に、直交変換を伴う映像
データの圧縮符号化の際に、直交変換ブロック毎に直交
変換係数が直流成分、交流成分の低次から高次の順に配
置された第１のフォーマットの符号化データと、直交変
換を伴う映像データの圧縮符号化の際に、複数の直交変
換ブロックをまとめたブロック集合体毎に直交変換係数
が直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置された
第２のフォーマットの符号化データとの間でデータ変換
を行うデータ変換装置及び方法、並びにこのデータ変換
機能を備えた信号記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年において、ディジタル映像信号を記
録媒体に記録したり伝送したりするためのフォーマット
が何種類か提供されている。一般に、ディジタル映像信
号は、データ量が極めて多いため、これを記録媒体に長
時間記録したい場合等には、ビデオ信号を圧縮符号化す
ることが必要とされる。この圧縮符号化方式の代表的な
一つとして、いわゆるＭＰＥＧ方式が知られている。こ
のＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Experts Gr
oup） 方式とは、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／
ＷＧ１１にて議論され、標準案として提案されたもので
あり、動き補償予測符号化と離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ：Discrete Cosine Transform）符号化とを組み合わ
せたハイブリッド方式である。このＭＰＥＧ方式では、
まずビデオ信号のフレーム間の差分を取ることにより時
間軸方向の冗長度を落とし、その後、離散コサイン変換
を用いて空間軸方向の冗長度を落とし、このようにして
ビデオ信号を能率良く符号化する。
【０００３】ところで、記録媒体として磁気テープ等の
テープ状媒体を用いるビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）
の場合には、回転ヘッドを用い、テープ走行方向に対し
て斜めに傾斜したトラック、いわゆるヘリカルトラック
を形成するような記録がなされるのが一般的である。こ
のようなヘリカルトラックが記録形成されたテープ状記
録媒体を、２倍速や３倍速あるいはサーチ等のさらに高
速のテープ走行速度で高速再生する場合には、回転ヘッ
ドのテープ上での軌跡の角度が記録トラックの傾き角度
とは異なってくるため、ヘリカルトラックにそれぞれ記
録された信号の全てを再生することができなくなる。す
なわち、高速再生時には各ヘリカルトラックの一部を走
査（トレース）するような再生が行われる。
【０００４】上記ＭＰＥＧ方式をそのままテープ状記録
媒体の圧縮符号化方式に用い、上述したようなサーチ等
の高速再生を行った場合には、各ヘリカルトラックのそ
れぞれ一部をトレースして再生されたデータを有効に利
用して高品質の再生画像を得ることが困難である。
【０００５】このため、上記ＭＰＥＧ方式をそのままテ
ープ状記録媒体の圧縮符号化方式に用いるよりは、高速
再生時にもある程度有効な画像再生が行えるような圧縮
符号化方式を用いる方が好ましい。
【０００６】この点を考慮して、本件出願人は、先に、
マクロブロックを単位として、マクロブロック内の全Ｄ
ＣＴブロックの各ＤＣ係数をまとめ、また全ＤＣＴブロ
ックの各ＡＣ係数の低次成分から高次成分までをそれぞ
れの次数毎にまとめて順次配列することにより、サーチ
等の高速再生時に、マクロブロック内の画像再生に重要
な全てのＤＣ係数及び低次のＡＣ係数が拾えるようにし
た圧縮符号化方式の記録フォーマットを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フォーマットは、例えば放送業務用ＶＴＲ等に特化した
ものであり、他の機器とのデータ伝送を考慮する場合に
は、上記ＭＰＥＧ規格のような世界的な標準のフォーマ
ットの符号化データを用いる方が好ましい。
【０００８】しかしながら、上記ＶＴＲでの記録等に最
適化がなされたフォーマットの符号化データを、非圧縮
の元のビデオデータにまで復号して、上記ＭＰＥＧ等の
標準的なフォーマットによる圧縮符号化を施すことが考
えられるが、回路構成や処理量が大きなものとなる。
【０００９】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたものであり、上述のように、ＶＴＲへの記録再生に
最適化されたようなフォーマットの符号化データからＭ
ＰＥＧのような標準的なフォーマットの符号化データへ
の変換が、小さな回路構成でかる少ない処理量で実現で
きるようなデータ変換装置及び方法、並びに信号記録再
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、上述した課題
を解決するために、直交変換を伴う映像データの圧縮符
号化の際に、直交変換ブロック毎に直交変換係数が直流
成分、交流成分の低次から高次の順に配置された第１の
フォーマットの符号化データと、直交変換を伴う映像デ
ータの圧縮符号化の際に、複数の直交変換ブロックをま
とめたブロック集合体毎に直交変換係数が直流成分、交
流成分の低次から高次の順に配置された第２のフォーマ
ットの符号化データとの間でデータ変換を行うデータ変
換装置であって、上記第２のフォーマットの符号化デー
タを上記直交変換係数を得るまで復号する復号手段と、
この復号手段により得られた上記第２のフォーマットの
データについての上記直交変換係数を並べ替えて上記第
１のフォーマットの直交変換ブロック毎に直流成分、交
流成分の低次から高次の順に配置する変換手段と、この
変換手段からの直交変換係数を符号化して上記第１のフ
ォーマットの符号化データとする符号化手段とを有する
ことを特徴としている。
【００１１】ここで、上記直交変換は離散余弦変換（Ｄ
ＣＴ）、上記直交変換ブロックはＤＣＴブロック、上記
ブロック集合体はマクロブロックとすることが挙げられ
る。また、上記復号手段は可変長復号手段とし、上記符
号化手段は可変長符号化手段とすることが挙げられる。
【００１２】また、本発明は、直交変換を伴う映像デー
タの圧縮符号化の際に、複数の直交変換ブロックをまと
めたブロック集合体毎に直交変換係数が直流成分、交流
成分の低次から高次の順に配置された第２のフォーマッ
トの符号化データを記録媒体に対して記録し再生する信
号記録再生装置において、上記記録媒体から再生された
上記第２のフォーマットの符号化データを上記直交変換
係数を得るまで復号する復号手段と、この復号手段によ
り得られた上記第２のフォーマットのデータについての
上記直交変換係数を並べ替えて、直交変換ブロック毎
に、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置され
る第１のフォーマットの係数配列順序に変換する変換手
段と、この変換手段からの直交変換係数を符号化して上
記第１のフォーマットの符号化データとする符号化手段
とを有することをとしている。
【００１３】直交変換係数を得るまで部分的に復号し、
逆直交変換を施さずに、直交変換係数を並べ替えた後、
上記部分的な復号に対応する部分的な符号化を施すだけ
で、第２の符号化データから第１の符号化データへの変
換が行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の
実施の形態となるデータ変換装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
【００１５】この図１のデータ変換装置は、ＤＣＴ（Di
screte Cosine Transform ：離散余弦変換）等の直交変
換を伴う映像データの圧縮符号化の際に、直交変換ブロ
ック（例えばＤＣＴブロック）毎に直交変換係数（例え
ばＤＣＴ係数）が直流成分、交流成分の低次から高次の
順に配置された第１のフォーマットの符号化データと、
直交変換を伴う映像データの圧縮符号化の際に、複数の
直交変換ブロックをまとめたブロック集合体（例えばマ
クロブロック）毎に直交変換係数が直流成分、交流成分
の低次から高次の順に配置された第２のフォーマットの
符号化データとの間でデータ変換を行う。具体的には、
上記第１のフォーマットとしては、いわゆるＭＰＥＧ
（Moving Picture Image Coding Experts Group） 規
格、特にＭＰＥＧ２の 4:2:2Ｐ＠ＭＬ （4:2:2プロファ
イル＠メインレベル）の規格に従ったフォーマットが挙
げられ、上記第２のフォーマットとしては、マクロブロ
ック内で各ＤＣＴブロックの直流（ＤＣ）成分の係数が
まとめられ、交流（ＡＣ）成分の低次から高次の順にま
とめられて符号化されるようなフォーマットが挙げられ
る。
【００１６】この図１に示すデータ変換装置において、
入力端子１０には、上記第２のフォーマットの符号化デ
ータのデータストリームＤＳ2 が供給され、この第２の
フォーマットの符号化データは、上記直交変換係数（例
えばＤＣＴ係数）を得るまで部分的に復号する復号手段
としての可変長復号回路１１、及びヘッダ付加回路１４
に送られる。入力データストリームである第２の符号化
データは、ＤＣＴ係数が予め可変長符号化（ＶＬＣ：Va
riable Length Coding）されており、可変長復号回路１
１では、この可変長符号化されているデータ部分を復号
することにより、データの区切りを明確にし、データの
並び替えが可能な出力信号Ｓ1 を変換回路１２に送って
いる。
【００１７】変換回路１２では、上記第２のフォーマッ
トと上記第１のフォーマットの相違点であるデータの並
び等を修正すると共に、スタッフィング回路１５からの
制御信号Ｓ5 が“１”のときには、ＤＣＴ係数の高次の
（ＡＣ高次の）非ゼロ係数をゼロに置換して、出力信号
Ｓ2 を出力する。
【００１８】可変長符号化回路１３は、変換回路１２か
らの信号Ｓ2 を入力信号として、可変長符号化が必要な
データに対して、再度可変長符号化を施して、出力信号
Ｓ3を出力する。
【００１９】ヘッダ付加回路１４は、上記第２のフォー
マットの入力符号化データのデータストリームＤＳ2 か
ら、予め入力データのタイミング等を検出し、上記第１
のフォーマットである例えばＭＰＥＧ２で規定されてい
る各種のヘッダ情報の準備をする。その後、可変長符号
化回路１３からの信号Ｓ3 に上記準備したヘッダ情報を
付加して出力信号Ｓ4 を出力する。
【００２０】スタッフィング回路１５は、ヘッダ付加回
路１４によりヘッダ付加された信号Ｓ4 を入力信号とし
て、ＧＯＰ（グループオブピクチャ：Group Of Pictur
e）単位でのデータ長を計算し、必要あればスタッフィ
ングビット（“０”）を挿入し、ＧＯＰ単位での平滑化
を図り、上記第１のフォーマット（ＭＰＥＧ２）のデー
タストリームＤＳ1 を出力端子１６より出力する。ここ
で、ＧＯＰ単位でのデータ長が、設定データ長に対して
超える（オーバーする）場合には、適宜、上記制御信号
Ｓ5 に“１”を立てて、変換回路１２に送っている。こ
れにより、ＤＣＴ係数の高次の非ゼロ係数をゼロに置換
して可変長符号化の効率を上げることにより、簡易的な
データレート削減を行うことができる。
【００２１】制御Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７は、
外部ＣＰＵとシステムコントローラインターフェース信
号Ｓ6 により通信を行い、各回路１１〜１５に対して、
それぞれの制御信号により、初期設定を行ったり、内部
の動作状態を外部ＣＰＵに知らせたりする機能を持って
いる。
【００２２】次に、上記第１のフォーマットの具体例と
してのＭＰＥＧ規格、及び上記第２のフォーマットの具
体例について、図２〜図６を参照しながら説明する。
【００２３】図２は、上記第１のフォーマットの具体例
としてのＭＰＥＧ規格、特に、ＭＰＥＧ２の 4:2:2Ｐ＠
ＭＬ （4:2:2プロファイル・アト・メインレベル）の場
合の階層構造を説明するための図である。
【００２４】この図２の（ａ）に示すシーケンス（Sequ
ence）層は、シーケンスヘッダコード（ＳＨＣ：sequen
ce_header_code）、ヘッダ（header）部、拡張（extens
ion）部に続いて、いくつかのＧＯＰ（グループオブピ
クチャ：Group Of Picture）が配され、また必要に応じ
て、ＳＨＣからＧＯＰまでの組が何組か配され、このシ
ーケンスの終端にシーケンスエンドコード（ＳＥＣ：se
quence_end_code） が配されて構成されている。
【００２５】ＧＯＰは、図２の（ｂ）のＧＯＰ層に示す
ように、先頭にグループスタートコード（ＧＳＣ：grou
p_start_code）が配され、ヘッダ部、拡張部に続いて、
何枚かのピクチャ（Picture） が配されて構成されてい
る。このピクチャとしては、フレーム内符号化画像（Ｉ
ピクチャ：Intra Picture） 、順方向予測符号化画像
（Ｐピクチャ：Predictive Picture）、双方向予測符号
化画像（Ｂピクチャ：Bidirectionally Predictive Pic
ture）が挙げられ、これらのＩ，Ｐ，Ｂピクチャが所定
の順序に配列されてＧＯＰが構成されている。
【００２６】ピクチャ（Picture） は、図２の（ｃ）の
Picture層に示すように、ピクチャスタートコード（Ｐ
ＳＣ：picture_start_code）からヘッダ部、拡張ユーザ
データ（extension user data） 部に続いて、いくつか
のスライス（Slice） が配されて構成され、スライス
は、図２の（ｄ）の Slice層に示すように、スライスス
タートコード（ＳＳＣ：slice_start_code）からヘッダ
部に続いていくつかのマクロブロック（ＭＢ：macroblo
ck）が配されて構成されている。
【００２７】１つのマクロブロックＭＢは、図２の
（ｅ）のＭＢ（Macroblock）層に示すように、アドレス
（address） 、モード（mode）、量子化スケールコード
（ｑｓｃ：quantizer_scale_code）、動きベクトル（ｍ
ｖ：motion_vectors）、及びコードブロックパターン
（ｃｂｐ：coded_block_pattern） に続いて、所定個数
のブロック（block） が配置されている。このブロック
は８×８画素のＤＣＴブロックがＤＣＴ（離散コサイン
変換）演算されて得られた８×８個のＤＣＴ係数から成
っており、１つのマクロブロックＭＢは、 4:2:2Ｐ＠Ｍ
Ｌの場合、図３に示すように、４個の輝度信号ブロック
Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、それぞれ２個ずつの色差信
号ブロックＣb０,Ｃb１，Ｃr０,Ｃr１との８個のＤＣＴ
ブロックから構成されている。
【００２８】ここで、１つのＤＣＴブロック内の８×８
個のＤＣＴ係数は、左上にＤＣ（直流）成分が配置さ
れ、以下、図４の（ａ）に示すように、左上から右下に
向かってＡＣ（交流）成分の低次（低周波）から高次
（高周波）の順に配置されている。このブロック内のＤ
ＣＴ係数を図４の（ａ）に示す順で取り出して可変長符
号化に回す方法を、ジグザグスキャンという。ＭＰＥＧ
２では、このジグザグスキャンの他に、図４の（ｂ）に
示すようなオルタネートスキャンの方法が許されてお
り、これらのジグザグスキャンとオルタネートスキャン
のいずれかをピクチャ単位で切り換えて使用することが
できるようになっている。オルタネートスキャンの方法
は、インターレース成分を効率よく拾うことができ、イ
ンターレース画像の符号化に適している。
【００２９】これらのスキャン方法により１次元の係数
列とされたＤＣＴ係数の具体例を図５の（ａ）及び
（ｂ）に示す。すなわち、図５の（ａ）が、ジグザグス
キャンによってＤＣＴブロック内の８×８個の２次元の
ＤＣＴ係数が１次元の係数列にされたものを示し、図５
の（ｂ）が、同様にオルタネートスキャンによって１次
元係数列にされたＤＣＴ係数を示している。
【００３０】図２の（ｆ）は、各ＤＣＴブロック毎に１
次元の配列とされたＤＣＴ係数列に対してハフマン符号
化等の可変長符号化（エントロピ符号化ともいう）を施
して得られた符号化データ列を示しており、rAC-1[y0]
等が符号化されたデータを示している。なお、可変長符
号化では、０ラン長と絶対値（レベル）とに応じてコー
ドrAC** が決定されるが、本発明の実施の形態とは関係
がないため、説明を省略する。
【００３１】以上がＭＰＥＧ規格、特にＭＰＥＧ２の
4:2:2Ｐ＠ＭＬの場合に相当する第１のフォーマットに
よる符号化データストリームの例であるが、これに対す
る第２のフォーマットとして、本件出願人が先に提案し
たフォーマットは、例えば図６に示すような階層構造と
なっている。
【００３２】この図６に示す第２のフォーマットの具体
例において、図６の（ａ）のシーケンス（Sequence）層
を構成しているＧＯＰ列の１つのＧＯＰは、図６の
（ｂ）のＧＯＰ層に示すように、Ｉピクチャ及びＢピク
チャの２フレームから成っている。これは、ビデオテー
プレコーダに適用した場合の上記第２のフォーマットの
具体例の場合であり、第２のフォーマット自体として
は、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャを含む３０フレームまでのＧＯ
Ｐが許されている。また、ビデオテープレコーダに適用
する場合には、例えばＧＯＰ単位を一定長としてテープ
に記録するためにスタッフィング等が施されているが、
本発明の実施の形態とは関係が少ないため、説明を省略
する。
【００３３】また、図６の（ｃ）のピクチャ（Pictur
e） 層、及び図６の（ｄ）のスライス（Slice） 層は、
図６の（ａ）のシーケンス層や（ｂ）のＧＯＰ層と共
に、上述した図２のＭＰＥＧ規格に略々準じたものであ
るが、ヘッダ情報が付加されておらず、第２のフォーマ
ットから第１のフォーマットに変換する際には各種ヘッ
ダ情報を付加することが必要とされる。
【００３４】次に、図６の（ｅ）のマクロブロックＭＢ
（Macroblock）層は、各ＤＣＴ係数の並び順序が上記図
２の（ｅ）のＭＰＥＧフォーマットの場合と異なってい
る。すなわち、図６の（ｆ）の符号化データにも示すよ
うに、上記図３の８個のＤＣＴブロックＹ０〜Ｃr１ の
各ＤＣ（直流）成分のみを８個まとめて配置し、これに
続いて、ＡＣ（交流）成分の低次（低周波）から高次
（高周波）までについて各ＤＣＴブロックの対応する周
波数のＤＣＴ係数を８個ずつまとめて順次配列するよう
にしている。これは、マクロブロックＭＢ内で、画像再
生の際に重要度の高いＤＣ成分やＡＣの低周波成分が近
接して配置されることになる。
【００３５】ここで、このようなＤＣＴ係数の配列順序
にすることの利点について、図７及び図８を参照しなが
ら説明する。
【００３６】上述したような第１、第２のフォーマット
の符号化データを、回転ヘッドを用いてビデオテープ上
に斜めのヘリカルトラックとして記録し、これを高速再
生した場合には、記録トラックであるヘリカルトラック
の傾き角度に対してヘッド軌跡の傾き角度が異なること
により、ヘリカルトラックの一部しか再生できず、エラ
ー訂正を施しても上記マクロブロックＭＢ内の一部のみ
が有効に再生され、残りがエラーとなる。
【００３７】図７は、上記第１のフォーマットの具体例
である上述したＭＰＥＧ２のフォーマットで記録された
ビデオテープを高速再生した場合を示しており、図中の
斜線部が訂正不能エラー領域を示している。図７の
（ａ）はマクロブロック内のＤＣＴ係数の符号化データ
の１次元配列を示し、図７の（ｂ）は、これを復号して
得られるＤＣＴ係数を、横軸が周波数成分、縦軸がＤＣ
Ｔブロックの２次元に配列したものを示している。この
図７の（ｂ）の例では、輝度信号ＹのＤＣＴブロックＹ
０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３が有効で、色差信号のＤＣＴブロ
ックＣb０，Ｃr０，Ｃb１，Ｃr１がエラーとなってお
り、色成分無しの映像が得られることになる。また、色
差信号のＣb０ まで有効なときは異様な色が付き、輝度
信号のＹ３もエラーとなるときはマクロブロック内の一
部のＤＣＴブロックが欠けることになる。このような再
生画像は見苦しいものであり、好ましくない。
【００３８】これに対して、上記第２のフォーマットで
記録されたビデオテープを高速再生した場合には、図８
の（ａ）に示す１次元配列中の斜線部がエラーとなる
が、図８の（ｂ）に示すように、マクロブロック内の全
てのＤＣＴブロックについて、画像再生に重要なＤＣ成
分やＡＣ低周波成分が有効となっており、ややぼけた画
像となるものの、比較的良好な再生画像が得られる。な
お、高速再生の際に、各マクロブロック毎のエラーの発
生位置は変化するが、マクロブロック内でＤＣ成分及び
ＡＣの低周波成分が有効に得られないものについては、
そのマクロブロックのデータを使用せず、過去のフレー
ムの有効画像を表示するようにすればよく、表示画像と
してはマクロブロック単位で部分的に更新されるような
ものとなるが、見た目に違和感はない。
【００３９】また、上記第２のフォーマットにおいて
は、上記図４や図５に示したジグザグスキャンとオルタ
ネートスキャンとを、マクロブロックＭＢを単位として
切り換えることができ、これによって画質の向上が図れ
るようになっている。
【００４０】すなわち、動きの小さい画像やフレーム画
像（順次走査画像）については、フレームＤＣＴとジグ
ザグスキャンとを組み合わせて用い、動きの大きいイン
ターレース画像については、フィールドＤＣＴとオルタ
ネートスキャンとを組み合わせて用いるのが有利であ
る。上記第２のフォーマットにおいては、これをマクロ
ブロック単位で切り換えることで、より細かい調整が行
え、画質が向上する。
【００４１】これに対して、上記第１のフォーマット
（ＭＰＥＧ２）においては、上述したようにスキャンタ
イプをピクチャ内で統一しなければならない。すなわ
ち、ＤＣＴタイプは、フィールドＤＣＴとフレームＤＣ
Ｔとをマクロブロック単位で切り換えることが許されて
いるが、スキャンタイプは切り換えることが許されてい
ない。
【００４２】従って、上記図１の変換回路１２では、第
２のフォーマットにおいてマクロブロック単位でスキャ
ンタイプが切り換えられている場合に、ピクチャ内では
同じスキャンタイプとなるように、ＤＣＴ係数の並び替
えを行って、第１のフォーマットに合わせている。
【００４３】以上説明したような第１、第２のフォーマ
ットの具体例について、第２のフォーマットの符号化デ
ータから第１のフォーマット（ＭＰＥＧ）の符号化デー
タに変換する場合の具体的な処理について、図９を参照
しながら説明する。
【００４４】図９の（ａ）は、上記第２のフォーマット
の符号化データストリームにおいて、１つのマクロブロ
ック内のＤＣＴ係数の符号化データの１次元配列を示
し、上記図１の可変長復号回路１１では、このマクロブ
ロック内の先頭の符号化データDC[Y0]を検出してデータ
の区切りを明確にする。この先頭の符号化データDC[Y0]
より、可変長復号回路１１内のメモリに図９の（ｂ）の
矢印に示すような順序で書き込みを行う。なお、この図
９の（ｂ）では、可変長符号化により係数データがラン
と絶対値（レベル）との組にまとめられたものをメモリ
に展開する際に、例えば符号化ＡＣ係数データのAC-2と
AC-3とが一挙に展開されることもあることを示してい
る。可変長復号回路１１内のメモリに展開され可変長復
号処理が施された係数データは、図９の（ｃ）の矢印に
示すように、各ＤＣＴブロック毎に、ＤＣ（直流）成分
からＡＣ（交流）成分の低周波から高周波までの順に読
み出されることで、上述した第１のフォーマット（ＭＰ
ＥＧ）の係数配列順序に変換される。またこのとき、上
述したスキャンタイプ（ジグザグスキャンとオルタネー
トスキャン）については、第２のフォーマットにおいて
スキャンタイプがマクロブロック毎に切り換えられてい
る場合には、ピクチャ内で同一のスキャンタイプとなる
ようにＤＣＴ係数の並び替えを行って、第１のフォーマ
ット（ＭＰＥＧ）に合致させるようにしている。これが
上記図１の変換回路１２での処理に相当する。次に、図
１の可変長符号化回路１３において可変長符号化され、
図９の（ｄ）に示すような符号化されたＤＣＴ係数のデ
ータとなる。これは、１次元的には、上記図２の（ｆ）
の符号化データに相当する。
【００４５】以上説明したようなデータ変換装置を、上
記第２のフォーマットで記録を行う信号記録再生装置で
あるヘリカルスキャンタイプのビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）に適用した具体例について、図１０を参照し
ながら説明する。
【００４６】この図１０において、入力端子１１１に
は、ディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号
とが多重化されたシリアルデータ信号SDI Inがシリアル
データ入力回路１１２に供給されている。このシリアル
データ入力回路１１２では、入力信号SDI Inをシリアル
信号からパラレル信号に変換し、変換したパラレル信号
からビデオ信号とオーディオ信号とを分離して、ビデオ
信号Video Inを第２フォーマットエンコーダ１１３に、
オーディオ信号Audio Inを遅延回路１１４にそれぞれ送
っている。また、シリアルデータ入力回路１１２は、入
力信号SDI Inの位相基準である信号Input Syncをタイミ
ング発生回路１４２に送っている。
【００４７】タイミング発生回路１４２では、入力端子
１４１からの外部基準信号REF Inから抽出した基準同期
（Reference Sync）信号、又はシリアルデータ入力回路
１１２からの信号Input Syncのいずれか指定された信号
に同期して、ビデオテープレコーダで必要なタイミング
信号をタイミングパルス（Timing Pulse）として各回路
に出力する。
【００４８】第２フォーマットエンコーダ１１３は、入
力されたビデオ信号Video Inを、符号化によりデータ圧
縮し、上述した第２のフォーマットのビデオ信号ＶF2と
してＥＣＣ（エラー訂正符号）エンコーダ１１５に送っ
ている。この具体例のビデオテープレコーダでは、オー
ディオ信号は非圧縮データとして扱っているため、遅延
回路１１４は、入力されたオーディオ信号Audio Inを非
圧縮データのまま、上記第２フォーマットエンコーダ１
１３による処理時間分だけ遅延させたオーディオ信号Ａ
Ｕとして、ＥＣＣエンコーダ１１５に送っている。
【００４９】ＥＣＣエンコーダ１１５は、圧縮されたビ
デオ信号ＶF2と非圧縮のオーディオ信号ＡＵとを入力信
号として、誤り訂正符号化処理を施して記録データREC
DATAとし、イコライザ１１６に送っている。イコライザ
１１６では、入力された記録データREC DATAを記録ＲＦ
信号REC RFに変換して、回転ドラム１１７の回転ヘッド
（図示せず）に送っている。回転ドラム１１７（の記録
ヘッド）は、テープ１２０に対して記録ＲＦ信号REC RF
を斜めのヘリカルトラックに記録形成する。
【００５０】再生時には、回転ドラム１１７（の再生ヘ
ッド）がテープ１２０から再生ＲＦ信号PB RF を再生し
てイコライザ１１６に送る。イコライザ１１６は、入力
された再生ＲＦ信号PB RF に対して位相等化処理を施
し、再生データPB DATA をＥＣＣデコーダ１２１に送
る。
【００５１】ＥＣＣデコーダ１２１は、入力された再生
データPB DATA に対して、誤り訂正復号処理を施して、
圧縮符号化された上記第２のフォーマットの再生ビデオ
信号ＶF2ＰＢと、非圧縮の再生オーディオ信号AUPBとを
出力する。再生ビデオ信号ＶF2ＰＢは、第２フォーマッ
トデコーダ１２２、シリアルデータ出力回路１２６、及
び上述したデータ変換装置に相当するデータ変換回路１
３１に送られ、再生オーディオ信号AUPBは遅延回路１２
３に送られる。
【００５２】第２フォーマットデコーダ１２２は、入力
された再生ビデオ信号ＶF2ＰＢを復号することにより非
圧縮の元のビデオ信号を得て、出力ビデオ信号Video Ou
t としてシリアルデータ出力回路１２６に送る。
【００５３】遅延回路１２３は、入力された再生オーデ
ィオ信号AUPBについて、ビデオ信号とのタイミング調整
をする分だけ遅延させるものである。それぞれのビデオ
信号に合わせて遅延された出力信号AUDL1，AUDL2，AU
DL3 を、シリアルデータ出力回路１２４，１２６，１３
２にそれぞれ送っている。
【００５４】シリアルデータ出力回路１２６は、タイミ
ング合わせされたビデオ信号VideoOut とオーディオ信
号AUDL1 とを、パラレル信号からシリアル信号に変換
し、所定のシリアルデータ伝送フォーマットに合わせ
て、シリアルデータ信号SDI Outとして出力端子１２５
より出力する。
【００５５】シリアルデータ出力回路１２６は、タイミ
ング合わせされたオーディオ信号AUDL2 と、ＥＣＣデコ
ーダ１２１からの上記第２のフォーマットの再生ビデオ
信号ＶF2ＰＢとを、パラレル信号からシリアル信号に変
換し、所定のシリアルデータ伝送フォーマットに合わせ
て、シリアルデータ信号として出力端子１２７より出力
する。
【００５６】データ変換回路１３１は、上述した図１に
示すようなデータ変換装置が用いられ、入力された上記
第２のフォーマットの再生ビデオ信号ＶF2ＰＢを、上記
第１のフォーマット（ＭＰＥＧ）のビデオ信号ＶF1に変
換し、シリアルデータ出力回路１３２に送る。
【００５７】シリアルデータ出力回路１２６は、タイミ
ング合わせされたオーディオ信号AUDL3 と、上記データ
変換された第１のフォーマットのビデオ信号ＶF1とを、
パラレル信号からシリアル信号に変換し、所定のシリア
ルデータ伝送フォーマットに合わせて、シリアルデータ
信号として出力端子１３３より出力する。この出力端子
１３３からの出力信号は、標準のＭＰＥＧストリームの
シリアルデータ信号であり、外部ＭＰＥＧ機器に送るこ
とができる。
【００５８】また、システムコントローラ１４４は、サ
ーボ回路１４６とSY_SV 信号で互いに連携を取りなが
ら、それぞれSY_IO 、SERVO_IO信号で各回路と通信する
ことにより、このディジタルＶＴＲの最適制御を行って
いる。
【００５９】次に、以上説明したような本発明の実施の
形態により得られる効果について説明する。
【００６０】上記第１のフォーマットとして挙げた世界
的なディジタルビデオ信号の標準規格となっているＭＰ
ＥＧ規格であっても、例えば放送業務用等のＶＴＲ（ビ
デオテープレコーダ）を意識したものではないため、そ
のままのフォーマットでＶＴＲ記録を行う場合に、最適
化がされていない部分がある。放送業務用のＶＴＲで
は、編集機能を非常に重視しており、編集ポイントを探
すためのサーチ画像の品位が重要なファクタとされる。
ＶＴＲでは、記録データを回転ドラム上のヘッドでテー
プ上にヘリカル状のトラックパターンとして記録してい
るため、サーチ時等の高速再生時には、記録したデータ
を全て拾えないことになる。上記第１のフォーマットの
ＭＰＥＧにおけるＤＣＴ係数の並びは、マクロブロック
内の８個のＤＣＴブロック（図３のＹ０〜Ｙ３及びＣb
０〜Ｃr１）で独立しているため、このままの並び順で
ＶＴＲに記録した場合には、マクロブロックを復号する
上で重要なＤＣ（直流）係数及び低次のＡＣ（交流）係
数を８個のブロック全てについて拾えるとは限らず、サ
ーチ画像の高品質は期待できない。
【００６１】これに対して、上記第２のフォーマットの
ように、マクロブロックを単位として、８個のＤＣＴブ
ロックの各ＤＣ係数をまとめ、各ＡＣ係数の低次成分か
ら８個ずつまとめて順次配列することにより、サーチ等
の高速再生時にマクロブロック内の８個のＤＣ係数及び
８個ずつの低次のＡＣ係数をまとめて拾えるため、マク
ロブロックを復号した結果の画像が見易いものとなって
いる。このように、第２のフォーマットは、世界標準の
ＭＰＥＧと同等の圧縮アルゴリズムを使用しながら、放
送業務用ＶＴＲ等で要求される機能に対しても最適化が
なされたものとなっている。
【００６２】しかしながら、上記第２のフォーマットは
放送業務用ＶＴＲ等に特化したものであり、他の機器と
のデータ伝送を考慮する場合には、上記第１のフォーマ
ットのようなＭＰＥＧ規格が有用である。この場合、上
記第２のフォーマットの圧縮符号化データを、非圧縮の
元のビデオデータにまで復号して、上記第１のフォーマ
ットによる圧縮符号化を施すことが考えられるが、回路
構成や処理量が大きなものとなる。
【００６３】そこで、第２のフォーマットの符号化デー
タに対して、可変長復号までの部分的な復号を行ってＤ
ＣＴ係数を求め、ＤＣＴ符号化については復号を行わず
に、第１のフォーマットに従ったＤＣＴ係数の並び替え
を行い、可変長符号化だけの部分的な符号化を施すこと
で、上記第１のフォーマットのＭＰＥＧの符号化データ
ストリームを得ている。
【００６４】これによって、簡単な回路構成、少ない処
理量で、第２のフォーマットの符号化データから第１の
フォーマットの符号化データへの変換が行える。
【００６５】また、このデータ変換部をＶＴＲ内に組み
込むことで、ＶＴＲと外部のＭＰＥＧ機器とのデータ伝
送の際に、第２のフォーマットの符号化データの復号処
理と第１のフォーマットの符号化データへの符号化処理
とが不要となり、しかも画質劣化の無いインターフェー
スが可能となる。
【００６６】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、例えば第１のフォーマットは
ＭＰＥＧに限定されず、第２のフォーマットも上述の例
に限定されない。また、第１のフォーマットの符号化デ
ータを第２のフォーマットの符号化データに変換するこ
とも容易に実現でき、この場合には、第１のフォーマッ
トの符号化データを直交変換係数（例えばＤＣＴ係数）
を得るまで復号する復号手段（例えば可変長復号手段）
と、この復号手段により得られた第１のフォーマットの
データについての直交変換係数を並べ替えて第１のフォ
ーマットのブロック集合体（例えばマクロブロック）毎
に直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置する変
換手段と、この変換手段からの直交変換係数を符号化し
て上記第２のフォーマットの符号化データとする符号化
手段（例えば可変長符号化手段）とを有する構成とすれ
ばよい。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、直交変換を伴う映像デ
ータの圧縮符号化の際に、直交変換ブロック毎に直交変
換係数が直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置
された第１のフォーマットの符号化データと、直交変換
を伴う映像データの圧縮符号化の際に、複数の直交変換
ブロックをまとめたブロック集合体毎に直交変換係数が
直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置された第
２のフォーマットの符号化データとの間でデータ変換を
行うために、上記第２のフォーマットの符号化データを
上記直交変換係数を得るまで復号し、復号されて得られ
た上記第２のフォーマットの上記直交変換係数を並べ替
えて上記第１のフォーマットの上記直交変換ブロック毎
に直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置し、並
び替えられた直交変換係数を符号化して上記第１のフォ
ーマットの符号化データとすることにより、簡単な回路
構成で、しかも少ない処理量で、例えばＶＴＲへの記録
に適した上記第２のフォーマットの符号化データを、標
準的なディジタル映像信号の圧縮符号化規格であるＭＰ
ＥＧ規格等の上記第１のフォーマットの符号化データに
変換することができる。
【００６８】また、このようなデータ変換機能を備えた
信号記録再生装置を構成することにより、信号記録再生
装置と外部の機器とのデータ伝送の際に、第２のフォー
マットの符号化データの復号処理と第１のフォーマット
の符号化データへの符号化処理とが不要となり、しかも
画質劣化の無いインターフェースが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態のデータ変換装置の概
略構成を示すブロック図である。
【図２】第１のフォーマットのデータストリームの階層
構造を示す図である。
【図３】マクロブロックを示す図である。
【図４】ＤＣＴブロック内のＤＣＴ係数に対するジグザ
グスキャン及びオルタネートスキャンを説明するための
図である。
【図５】ジグザグスキャン及びオルタネートスキャンさ
れたＤＣＴ係数データ列を示す図である。
【図６】第２のフォーマットのデータストリームの階層
構造を示す図である。
【図７】第１のフォーマットの係数データ列とエラーと
の関係を説明するための図である。
【図８】第２のフォーマットの係数データ列とエラーと
の関係を説明するための図である。
【図９】図１のデータ変換装置の要部の動作を説明する
ための図である。
【図１０】本発明に係る信号記録再生装置の実施の形態
の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 可変長復号回路、 １２ 変換回路、 １３ 可
変長復号回路、 １４ヘッダ付加回路、 １５ スタッ
フィング回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 晃 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 松本 英之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直交変換を伴う映像データの圧縮符号化
    の際に、直交変換ブロック毎に直交変換係数が直流成
    分、交流成分の低次から高次の順に配置された第１のフ
    ォーマットの符号化データと、直交変換を伴う映像デー
    タの圧縮符号化の際に、複数の直交変換ブロックをまと
    めたブロック集合体毎に直交変換係数が直流成分、交流
    成分の低次から高次の順に配置された第２のフォーマッ
    トの符号化データとの間でデータ変換を行うデータ変換
    装置であって、 上記第２のフォーマットの符号化データを上記直交変換
    係数を得るまで復号する復号手段と、 この復号手段により得られた上記第２のフォーマットの
    データについての上記直交変換係数を並べ替えて上記第
    １のフォーマットの上記直交変換ブロック毎に直流成
    分、交流成分の低次から高次の順に配置する変換手段
    と、 この変換手段からの直交変換係数を符号化して上記第１
    のフォーマットの符号化データとする符号化手段とを有
    することを特徴とするデータ変換装置。
  2. 【請求項２】 上記直交変換は離散余弦変換（ＤＣＴ）
    であり、上記直交変換ブロックはＤＣＴブロックであ
    り、上記ブロック集合体はマクロブロックであることを
    特徴とする請求項１記載のデータ変換装置。
  3. 【請求項３】 上記復号手段は可変長復号手段であり、
    上記符号化手段は可変長符号化手段であることを特徴と
    する請求項１記載のデータ変換装置。
  4. 【請求項４】 上記符号化手段からの符号化データにヘ
    ッダを付加して上記第１のフォーマットの符号化データ
    ストリームとするヘッダ付加手段をさらに有することを
    特徴とする請求項１記載のデータ変換装置。
  5. 【請求項５】 直交変換を伴う映像データの圧縮符号化
    の際に、直交変換ブロック毎に直交変換係数が直流成
    分、交流成分の低次から高次の順に配置された第１のフ
    ォーマットの符号化データと、直交変換を伴う映像デー
    タの圧縮符号化の際に、複数の直交変換ブロックをまと
    めたブロック集合体毎に直交変換係数が直流成分、交流
    成分の低次から高次の順に配置された第２のフォーマッ
    トの符号化データとの間でデータ変換を行うデータ変換
    方法であって、 上記第２のフォーマットの符号化データを上記直交変換
    係数を得るまで復号する復号工程と、 この復号工程により得られた上記第２のフォーマットの
    データについての上記直交変換係数を並べ替えて上記第
    １のフォーマットの上記直交変換ブロック毎に直流成
    分、交流成分の低次から高次の順に配置する変換工程
    と、 この変換工程により得られた直交変換係数を符号化して
    上記第１のフォーマットの符号化データとする符号化工
    程とを有することを特徴とするデータ変換方法。
  6. 【請求項６】 直交変換を伴う映像データの圧縮符号化
    の際に、複数の直交変換ブロックをまとめたブロック集
    合体毎に直交変換係数が直流成分、交流成分の低次から
    高次の順に配置された第２のフォーマットの符号化デー
    タを記録媒体に対して記録し再生する信号記録再生装置
    において、 上記記録媒体から再生された上記第２のフォーマットの
    符号化データを上記直交変換係数を得るまで復号する復
    号手段と、 この復号手段により得られた上記第２のフォーマットの
    データについての上記直交変換係数を並べ替えて、直交
    変換ブロック毎に、直流成分、交流成分の低次から高次
    の順に配置される第１のフォーマットの係数配列順序に
    変換する変換手段と、 この変換手段からの直交変換係数を符号化して上記第１
    のフォーマットの符号化データとする符号化手段とを有
    することを特徴とする信号記録再生装置。
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