WO2000062541A1

WO2000062541A1 - Digital video signal recorder/reproducer and transmitter

Info

Publication number: WO2000062541A1
Application number: PCT/JP2000/002252
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Miyashita; Masakazu Nishino; Yuji Fujiwara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2000-10-19
Also published as: EP1107591A4; JP3850015B2; US6804457B1; EP1107591A1

Description

明細書ディジタルビデオ信号記録再生装置および伝送装置

技術分野

本発明は、ディジタルビデオ信号記録再生装置および伝送装置に関し、より特定的には、ディジタルビデオ信号を圧縮して記録媒体に記録し、かつそれを読み出して再生するディジタルビデオ信号記録再生装置、および、ディジタルビデオ信号を圧縮して、伝送媒体を通じて伝送するディジタルビデオ信号伝送装置に関する。

背景技術 .

近年、テレビ放送の分野では、ビデオ信号をディジタル化して記録したり、伝送したりすることが行われるようになってきた。現在のところ、現行放送用としては有効ライン数 4 8 0 のディジタルビデオ信号が、ハイビジョン放送用としては有効ライン数 1 0 8 0 のディジタルビデォ信号が主に用レヽられてレヽる。

従来、ディジタルビデオ信号を記録 ' 再生するディジタルビデオ信号記録再生装置としては、記録媒体として磁気テープ（ビデオカセット）を採用したディジタル V C R ( D i g i t a l V i d e o C a s s e t e e c o r d e r ； D 3 ， D 5 など）があった。さらに、最近、超小型のビデオカセットを用いる民生用ディジタル V C R に関する規格（ D V規格）が決められ、それに準拠した製品も発表されてレ、る。

D V規格は、もともと現行放送をターゲットとした規格であるが、後にハイビジョン放送へも拡張されてレヽる。つまり、現在の D V規格には、現行放送用ディジタルビデオ信号の圧縮 . 記録方式（以下、 S D ) と、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号の圧縮 · 記録方式（以下、 H D ) とが規定されている。

S D の場合、ディジタルビデオ信号の画像フォーマツト ( これを S D フォーマットと呼ぶ）は、有効ライン数が輝度，色差共に 4 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 7 2 0 画素，色差 1 8 0 画素（ 4 ： 1 ： 1 ) である。一方、 H D の場合、ディジタルビデオ信号の画像フォーマット（これを H D フォーマットと呼ぶ）は、有効ライン数が輝度 1 0 2 4 ライン，色差 5 1 2 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 0 0 8 画素，色差 3 3 6 画素（ 3 ： 1 ： 0 ) である。

以下には、 D V規格〈 H D〉に準拠した従来のディジタルビデオ信号記録再生装置について説明する。

図 1 9 は、 D V規格く H D 〉に準拠した従来のディジタルビデオ信号記録再生装置の全体構成を示すプロック図である。

図 1 9 において、 D V規格に準拠した従来のディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、従来の D V — V C R < H D > ) は、圧縮回路 1 7 0 と、記録回路 1 7 1 と、記録媒体 1 7 2 と、再生回路 1 7 3 と、復号回路 1 7 4 とを備えてレヽる。ここで、従来の D V — V C R 〈 H D〉に入力されるディジタルビデオ信号は、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格 > のものとする。その画像フォーマットは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素（ 4 ： 2 ： 2 ) である。また、記録媒体 1 7 2 は、磁気テープである。

図 2 0 は、図 1 9 の圧縮回路 1 7 0 の構成を示すブロック図である。

図 2 0 におレヽて、圧縮回路 1 7 0 は、フィルタ回路 1 8 0 と、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 と、シャフリング回路 1 8 2 と、 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 と、量子化回路（ D V ) 1 8 4 と、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 8 5 と、可変長符号化回路（ D V ) 1 8 6 と、 D C T モ一ド決定回路 1 8 7 と、符号量制御回路 1 8 8 とを含む。

ここで " （ D V ) " は、 D V規格に従って動作する回路であることを示している（以下同様）。

フィルタ回路 1 8 0 は、入力されるディジタルビデオ信号の画像フォーマットを変換する。マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 は、フィルタ回路 1 8 0 の出力信号力らマクロブロックを構成する。シャフリング回路 1 8 2 は、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 の出力信号をシャフリングする。 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 は、シャフリング回路 1 8 2 の出力信号を D C T (離散コサイン変換）する。量子化回路（ D V ) 1 8 4 は、 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 の出力信号を量子化する。ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 8 5 は、量子化回路（ D V ) 1 8 4 の出力信号をジグザグスキャンする。可変長符号化回路（ D V ) 1 8 6 は、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 8 5 の出力信号を可変長符号化する。

D C T モード決定回路 1 8 7 は、 D C T として D V規格

< H D > で規定された 8 — 8 D C T を行うか、 2 — 4 — 8

D C T を行うかを決定する。符号量制御回路 1 8 8 は、量子化回路（ D V ) 1 8 4 から出力される符号量を制御する再び図 1 9 において、記録回路 1 7 1 は、圧縮回路 1 7 0 の出力信号を磁気テープに記録する。その際、記録回路 1 7 1 は、 1 フレームを、予め決められた大きさの領域（ 2 0 トラック）に書き込む。

再生回路 1 7 3 は、磁気テープに記録されたディジタルビデオ信号を再生する。

図 2 1 は、図 1 9 の復号回路 1 7 4 の構成を示すブロック図である。

図 2 1 において、復号回路 1 7 4 は、可変長複号化回路 ( D V ) 1 9 0 と、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 9 1 と、逆量子化回路（ D V ) 1 9 2 と、逆 D C T 回路（ D V ) 1 9 3 と、デシャフリング回路 1 9 4 と、逆マクロブロック構成回路（ D V ) 1 9 5 と、フィルタ回路 1 9 6 とを含む。

可変長複号化回路（ D V ) 1 9 0 は、再生回路 1 7 3 の出力信号を可変長復号化する。ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 9 1 は、可変長復号化回路（ D V ) 1 9 0 の出力信 ^をジグザグスキャンする。逆量子化回路（ D V ) 1 9 2 は、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 9 1 の出力信号を逆量子化する。逆 D C T 回路（ D V ) 1 9 3 は、逆量子化回路（ D V ) 1 9 2 の出力信号を逆 D C Tする。デシャフリング回路 1 9 4 は、逆 D C T 回路（ D V ) 1 9 3 の出力信号をデシャフリングする。逆マクロブロック構成回路（ D V ) 1 9 5 は、デシャフリング回路 1 9 4 の出力信号（マクロブロック）からディジタルビデオ信号を構成する。フィルタ回路 1 9 6 は、逆マクロブロック構成回路（ D V ) 1 9 5 の出力信号の画像フォーマツトを逆変換する。

以下には、上記のように構成された従来の D V — V C R < H D > の動作について説明する。

図 1 9 において、ディジタルビデオ信号は、圧縮回路 1 7 0 へと入力される。

図 2 0 において、圧縮回路 1 7 0 では、最初、フィルタ回路 1 8 0 は、入力されるディジタルビデオ信号の画像フォーマットを、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉力ら、 D V規格〈 H D〉（すなわち H D フォーマット）へと変換する。次に、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 は、フィルタ回路 1 8 0 の出力信号カゝらマクロブロックを構成する。

ここで、上記のマクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 の動作について、図 2 2 を用いて説明する。

図 2 2 は、図 2 0 のマクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 が、フィルタ回路 1 8 0 の出力信号、すなわちデイジタルビデオ信号（ H D フォーマット）力ゝら、マクロブロックを構成する処理を説明するための図である。図 2 2 におレ、て、ディジタルビデオ信号（ H D フォーマット）は、 1 0 0 8 画素 * 1 0 2 4 ラインの輝度信号（ Y ) と、 3 3 6 画素 * 5 1 2 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) と力らなる。

マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 は、輝度信号力ら、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 3 * 2 = 6 ブロック（すなわち、横に 3 ブロック，縦に 2 ブロック力らなる隣接 6 ブロック）をひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 1 ブロックを取り出し、取り出した 8 プロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 0 」，，）。

従って、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 は、デイジタルビデオ信号（ H D フォーマット）から、 1 フレームにっき 2 6 8 8 個のマクロブロックを構成することになる。これに、 1 フレームにっき 1 2 個のダミーマクロブロックが追加され、その結果、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 力らは、 1 フレームにっき 2 7 0 0 個のマクロプロックが出力される。

再び図 2 0 におレヽて、次に、シャフリング回路 1 8 2 は、マクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 の出力信号をシャフリングする。図 2 3 に、図 2 0 のシャフリング回路 1 8 2 の入出力の一例を示す。

次に、 D C T モード決定回路 1 8 7 は、シャフリング回路 1 8 2 の出力信号を参照して、 D C T として 8 — 8 D C T を行う力、 2 — 4 — 8 D C T を行う力をブロック毎に決定し、結果（ D C T モード情報）を D C T 回路（ D V ) 1 8 3 に通知する。通知に応じて、 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 は、シャフリング回路 1 8 2 の出力信号を 8 — 8 D C T または 2 — 4 — 8 D C Tする。

次に、符号量制御回路 1 8 8 は、 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 の出力信号に基づいて、量子化回路（ D V ) 1 8 4 から出力されるであろう 5 マクロブロック当たりの符号量を見積もり、 5 マクロブロック力 S 5 シンクブロックに納まるように符号量を制御する（すなわち、符号量制御のための量子化情報を量子化回路（ D V ) 1 8 4 に与える）。応じて、量子化回路（ D V ) 1 8 4 は、 D C T 回路（ D V ) 1 8 3 の出力信号を量子化する。

次に、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 8 5 は、量子化回路（ D V ) 1 8 4 の出力信号をジグザグスキャンする。次に、可変長符号化回路（ D V ) 1 8 6 は、ジグザグスキヤン回路（ D V ) 1 8 5 の出力信号を可変長符号化する。

D C Tモード決定回路 1 8 7 が出力する D C Tモード情報、および符号量制御回路 1 8 8 が出力する量子化情報は、可変長符号化回路（ D V ) 1 8 6 が出力する可変長符号と共に、記録回路 1 7 1 へと与えられる。なお、 D C Tモード情報および量子化情報は、固定長である。

図 1 9 におレ、て、記録回路 1 7 1 は、圧縮回路 1 7 0 の出力信号（可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報）を磁気テープに記録する。その際、記録回路 1 7 1 は、 1 フレーム分の信号（ 2 7 0 0 マクロブロック）を、予め決められた大きさの領域（ 2 0 トラック = 2 7 0 0 シンクブロック）に書き込む。

ここで、上記の記録回路 1 7 1 の動作について、図 2 4 を用いて説明する。

図 2 4 は、図 1 9 の記録回路 1 7 1 の動作を説明するための図である。

図 2 4 において、記録回路 1 7 1 へは、 5 マクロブロック（ 1 マクロブロック = 8 ブロック）を単位として、可変長符号化回路（ D V ) 1 8 6 が出力する可変長符号（ 8 ブロック分）と、 D C Tモード決定回路 1 8 7 が出力する D C T モード情報と、符号量制御回路 1 8 8 が出力する量子化情報とが与えられる。

記録回路 1 7 1 は、これら可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報を、磁気テープに、 5 シンクブロックにっき 5 マクロブ口ックを格納するようにして記録する。

すなわち、シンクブロックは、量子化情報を格納するための領域（ 1 バイト）と、 D C T モード情報および可変長符号を格納するための領域（ 7 6 バイト）とカゝらなり、さらに、後者の領域は、輝度ブロック用に 1 0 バイトのものカ 6 つと、色差ブロック用に 8 ノィトのもの力 2 つと力らなる計 8 つの領域に分割されている。記録回路 1 7 1 は、図 3 ①〜③に示すように、シンクブロックに、最初量子化情報および D C Tモード情報を格納し（①）、次に可変長符号を格納する。

可変長符号を格納する際、記録回路 1 7 1 は、 1 マクロブロックを構成する 8 個のブロックを、それぞれ上記の 8 つの領域に格納する。このとき、サイズが 1 0 ノくイトを超える輝度ブロック、およびサイズ力 s 8 バイトを超える色差ブロックについては、それぞれ 1 0 バイト分， 8 バイト分だけを先に格納し（②）、その残りは、 1 0 バイト未満の輝度ブロックを格納した領域、および 8 バイト未満の色差ブロックを格納した領域において生じた余白部分に、順番に格納してレ、く（③）。

上記①〜③の処理は、マクロブロック毎に行われる。その際、マクロブロックによっては、シンクブロックに納まりきれな力つたり、シンクブロックに余白が生じたりする。そこで、記録回路 1 7 1 は、上記①〜③の処理を 5 回繰り返すと、処理された 5 個のマクロブロックについて、シンクブ口ックに納まりきれずに残された部分を、別のシンクブロックに生じた余白部分に順番に格納する処理を実行する（④）。

再ぴ図 1 9 において、再生回路 1 7 3 は、磁気テープに記録されたディジタルビデオ信号を再生する。再生回路 1 7 3 の出力信号（可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報）は、復号回路 1 7 4 へと入力される。

図 2 1 において、復号回路 1 7 4 では、最初、可変長復号化回路（ D V ) 1 9 0 は、再生回路 1 7 3 の出力信号（可変長符号）を可変長復号化する。次に、ジグザグスキヤン回路（ D V ) 1 9 1 は、可変長復号化回路（ D V ) 1 9 0 の出力信号をジグザグスキャンする。次に、逆量子化回路（ D V ) 1 9 2 は、再生回路 1 7 3 の出力信号（量子化情報）に基づいて、ジグザグスキャン回路（ D V ) 1 9 1 の出力信号を逆量子化する。次に、逆 D C T 回路（ D V ) 1 9 3 は、再生回路 1 7 3 の出力信号（ D C T モード情報 ) に基づレ、て、逆量子化回路（ D V ) 1 9 2 の出力信号を逆 D C Tする。次に、デシャフリング回路 1 9 4 は、逆 D

C T 回路（ D V ) 1 9 3 の出力信号をデシャフリングする次に、逆マクロブロック構成回路（ D V ) 1 9 5 は、デシャフリング回路 1 9 4 の出力信号（マクロブロック）からディジタルビデオ信号を構成する。つまり、記録側においてマクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 が行ったのとは逆の動作を行う。

具体的には、図 2 2 において、デシャフリング回路 1 9 4 力ら与えられるマクロブロック力ら、 1 0 0 8 画素 * 1 0 2 4 ラインの輝度信号（ Y ) と、 3 3 6 画素 * 5 1 2 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) と力らなるディジタルビデオ信号（ H D フォーマット）を構成する。

次に、フィルタ回路 1 9 6 は、逆マクロブロック構成回路（ D V ) 1 9 5 の出力信号の画像フォーマットを、 H D からハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉へと逆変換する以上のように、従来の D V — V C R 〈 H D〉は、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉を、その画像フォーマツトを H D フォーマツトに変換した後、 D V規格く H D〉に従って圧縮 ' 記録し、かつ再生する。

なお、現行放送用ディジタルビデオ信号を記録 ' 再生する、 D V規格く S D 〉に準拠した別の従来のディジタルビデォ信号記録再生装置（以下、従来の D V — V C R く S D > ；図示せず）も、図 1 9 と同様の構成を有する。

従来の D V — V C R く S D〉は、基本的には、先に説明した従来の D V — V C R ( H D > と同様の動作を行う。ただし、画像フォーマットの相違のため、マクロブロックを構成する処理が従来の D V — V C R < H D > とは異なる。そこで、以下に、現行放送用ディジタルビデオ信号（ S D フォーマット）カゝらマクロブロックを構成する処理を説明しておく。

図 2 5 は、 D V規格く S D〉に準拠した別の従来のディジタルビデオ信号記録再生装置（従来の D V — V C R ( S D ) ) に設けられるマクロブロック構成回路（図示せず）が、ディジタルビデオ信号（ S D フォーマット）力らマクロブ口ックを構成する処理を説明するための図である。

図 2 5 において、ディジタルビデオ信号（ S D フォーマット）は、 7 2 0 画素 * 4 8 0 ラインの輝度信号（ Y ) と、 1 8 0 画素 * 4 8 0 ラインの 2 つの色差信号（ P b , P r ) と力らなる。

マクロブロック構成回路は、最初、輝度信号を左側 7 0

4 画素と右側 1 6 画素とに分け、色差信号を左側 1 7 6 画素と右側 4 画素とに分ける。

次に、輝度信号の左側 7 0 4 画素および色差信号の左側 1 7 6 画素に対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 4 * 1 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 1 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 0 」 " ）。

次に、輝度信号の右側 1 6 画素および色差信号の右側 4 画素に対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 2 * 2 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 4 画素 * 1 6 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 1 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 N」 " ）。

従って、従来の D V — V C R < S D > では、マクロブロック構成回路は、ディジタルビデオ信号（ S D フォーマツト）力ら、 1 フレームにっき 1 3 5 0 個のマクロブロックを構成することになる。

このとき、上記従来の D V — V C R < S D > に設けられる記録回路は、 1 フレーム分の信号（ 1 3 5 0 マクロプロック）を、 1 0 トラック（ = 1 3 5 0 シンクブロック）に書き込む。この記録速度の違いを除けば、 D V — V C R ( S D > に設けられる記録回路の動作は、 D V — V C R < H D > の記録回路 1 7 1 と同様である（図 2 4 参照）。

ところで、ディジタルビデオ信号の圧縮方式としては、 D V方式の他に、 M P E G 方式が多く用いられており、放送機器の中には、 M P E G ストリームを直接入力する構成のもの（例えば C S 放送用の機器等）がある。そのため、再生側でディジタルビデォ信号だけでなく M P E G ストリ一ムをも取り出せるようなディジタルビデオ信号記録再生装置が要望される。しカゝし、そのような装置は、従来、提供されていなかった。

再生側で M P E G ストリームを取り出せるようなデイジタルビデオ信号記録再生装置を実現するには、例えば、次の方法が考えられる。上記の D V — V C R と、既存の M P E Gエンコーダとを用レヽる方法である。以下には、この方法について、図 2 6 を用いて説明する。

図 2 6 は、図 1 9 の D V — V C R と既存の M P E Gェンコーダとを用いた、再生側で M P E G ストリームを取り出すことができるディジタルビデオ信号記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。

図 2 6 におレヽて、再生側で M P E G ストリームを取り出すことができるディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、従来のディジタルビデオ信号記録再生装置）は、 D V — V C R と、 M P E Gエンコーダとを備えている。

ここで、従来のディジタルビデオ信号記録再生装置に入力されるディジタルビデオ信号は、ハイビジョン放送用くスタジオ規格〉のものとする。また、記録媒体 1 7 2 は、磁気テープである。

D V — V C R は、図 1 9 のそれと同様のものである。 M P E Gエンコーダは、圧縮回路 2 4 0 を含む。

図 2 7 は、図 2 6 の圧縮回路 2 4 0 ( M P E Gェンコ一ダ側のもの）の構成を示すブロック図である。

図 2 7 におレ、て、圧縮回路 2 4 0 は、マクロブロック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 と、 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 と、量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 と、ジグザグスキヤン回路（ M P E G ) 2 5 3 と、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 4 と、 M P E G シンタクス回路 2 5 5 と、 D C Tモード決定回路 2 5 6 と、符号量制御回路 2 5 7 とを含む。

ここで " （ M P E G ) " は、 M P E G規格に従って動作する回路であることを示している（以下同様）。

マクロブロック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 は、 D V —

V C R の出力信号力らマクロブロックを構成する。 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 は、マクロブロック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 の出力信号を D C Tする。量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 の出力信号を量子化する。ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 5 3 は、量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 の出力信号をジグザグスキャンする。可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 4 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 5 3 の出力信号を可変長符号化する。 M P E G シンタクス回路 2 5 5 は、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 4 の出力信号を、 M P E G シンタクスに準拠したストリームに変換する。 D C T モード決定回路 2 5 6 は、 D C T として M P E G規格で規定されたフレーム D C T を行うか、フィールド D C T を行うかを決定する。符号量制御回路 2 5 7 は、量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 カゝら出力される符号量を制御する。

以下には、上記のように構成された従来のディジタルビデォ信号記録再生装置の動作について説明する。

図 2 6 において、最初、ディジタルビデオ信号が D V — V C R に入力される。 D V — V C R は、入力信号を圧縮して記録媒体 1 7 2 に記録し、その後、記録媒体 1 7 2 に記録された信号を再生して復号し、ディジタルビデオ信号を出力する。この出力信号は、 M P E G エンコーダへと入力される。

図 2 7 におレ、て、 M P E Gエンコーダの圧縮回路 2 4 0 では、最初、マクロブロック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 は、 D V — V C R の出力信号からマクロブロックを構成する。 D C T モード決定回路 2 5 6 は、マクロブ口ック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 の出力信号を参照して、 D C T として M P E G規格で規定されるフレーム D C T を行うか、フィールド D C T を行う力をマクロブロックごとに決定し、結果（ D C Tモード情報）を D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 に通知する。通知に応じて、 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 は、マクロブロック構成回路（ M P E G ) 2 5 0 の出力信号をフレーム D C T またはフィールド D C Tする。

次に、符号量制御回路 2 5 7 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 の出力信号に基づいて、（圧縮回路 2 4 0 力ゝら）出力される M P E G ストリームの符号量を見積もり、 M P E G ストリ一ムが所定の符号量に収まるように符号量を制御する（すなわち、符号量制御のための量子化情報を量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 に与える）。応じて、量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 5 1 の出力信号を量子化する。次に、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 5 3 は、量子化回路（ M P E G ) 2 5 2 の出力信号をジグザグスキャンする。次に、可変長符号化回路 ( M P E G ) 2 5 4 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 5 3 の出力信号を可変長符号化する。次に、 M P E G シンタクス回路 2 5 5 は、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 4 の出力信号と、 D C Tモード決定回路の出力信号（ D C Tモード情報）と、符号量制御回路の出力信号（量子化情報）とを、 M P E G シンタクスに準拠したストリームに変換する。

このように、 D V — V C R に M P E Gエンコーダを接続して構成した従来のディジタルビデオ信号記録再生装置では、 D V — V C R の出力信号'、つまり、いったん D V圧縮 • 記録され、その後再生 · 復号されたディジタルビデオ信号を、 M P E Gエンコーダを通じてあらためて M P E G圧縮することによって、再生側において M P E G ストリームが得られる。

あるいは、別の方法として、ディジタルビデオ信号をはじめカゝら M P E G で圧縮し、それを磁気テープに記録するようにしても、再生側で M P E G ストリームを取り出せるようになると考えられる。

し力、しながら、図 2 6 の装置は、 D V圧縮 · 復号の後、さらに M P E G圧縮を行うので、回路構成が複雑となるうえ、取り出した M P E G ストリームカゝら得られる画像の画質劣化が著しい問題を有する。

ここで補足すれば、 D V ストリーム（すなわち再生回路 1 7 3 の出力信号）を、一度復号することなく直接、 M P E G ストリームに変換することは、 D V規格（ S D にしろ H D にしろ）と M P E G 規格とでは採用される画像フォーマツトが互いに異なるため、簡単には行えない。なお、画像フォーマツトは、 D V規格では、 S D の場合 ( 4 ： 1 ： 1 ) ， H D の場合（ 3 ： 1 ： 0 ) が用レヽられる。一方、 M P E G規格では、（ 4 : 4 : 4 ) ，（ 4 : 2 : 2 ) および（ 4 ： 2 ： 0 ) のいずれかが用いられる（上記の M P E Gエンコーダでは、（ 4 ： 2 ： 2 ) が採用されている）。

—方、ディジタルビデオ信号を M P E G で圧縮して記録する装置には、次のような問題点がある。 M P E G圧縮する場合、ディジタルビデオ信号の有効ライン数によっては、信号の冗長度が増大する（つまり符号化の効率が低下する）ことがあり、その結果として、記録媒体 1 7 2 の容量を無駄に消費する問題点である。

この冗長度増大は、有効ライン数が 1 6 の倍数でないようなディジタルビデオ信号力ゝら、 M P E G規格に従ってマクロブロックを構成する際に生じる。以下には、一例として、有効ライン数が 1 0 8 0 ラインであるハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉から、 M P E G規格に従ってマクロブ口ックを構成する場合について、図 2 8 およぴ図 2 9 を用いて説明する。

図 2 8 および図 2 9 は、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉から、 M P E G規格に従ってマクロブロックを構成する処理を説明するための図である図 2 8 および図 2 9 において、ディジタルビデオ信号は、 1 9 2 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの輝度信号（ Y ) と、 9 6 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) とからなるハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉の信号である。これら輝度信号および 2 つの色差信号では、 8 画素 * 8 ラインが 1 ブロックとなる。

最初、図 2 8 に示すように、ディジタルビデオ信号の有効ライン数を、 1 0 8 0 ライン力ら 1 0 8 8 ラインへと拡大する。すなわち、輝度信号および 2 つの色差信号（の画面底部）に、それぞれ 8 ライン分（つまり、輝度信号では 2 4 0 * 2 個， 2 つの色差信号では各 1 2 0 * 2 個）のダミーブロックを付カ卩する。

次に、図 2 9 に示すように、有効ライン数拡大後のディジタルビデオ信号（有効ライン数 1 0 8 8 ライン）力ゝら、マクロブロックを構成する。すなわち、拡大後の輝度信号力ら 2 * 2 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、拡大後の 2 つの色差信号からは、それぞれ 1 * 2 = 2 ブロックをひとまとめにして取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする (図中、 " マクロブロック「 0 」，，）。

このように、 M P E G規格に従い、ディジタルビデオ信号からマクロブロックを構成する場合、その信号の有効ライン数が 1 6 の倍数でないときには、 1 6 の倍数となるように有効ライン数が拡大、つまり、その信号に適当な個数のダミープロックが付カ卩される。これらダミーブロックが、信号の冗長度を増大させる。

なお、上記と同様の問題点は、ディジタルビデオ信号を圧縮して伝送媒体を通じて伝送し、受信側で M P E G ストリームを取り出せるようなディジタルビデオ信号伝送装置においても、共通して存在する。

つまり、ディジタルビデオ信号を D V圧縮して伝送し、受信側でそれを解凍して M P E G で再び圧縮する場合、複雑な処理回路が必要で、そのうえ画質の劣化も大きい問題が生じる。一方、ディジタルビデオ信号をはじめから M P E G で圧縮して伝送する場合、有効ライン数によっては、信号の冗長度が増大して伝送媒体の帯域を無駄に消費する問題が起こる。

それゆえに、本発明の目的は、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるディジタルビデオ信号を記録 · 再生する際、記録媒体の容量を無駄に消費することなく、しかも、簡単な構成でかつ著しい画質劣化を伴うことなく、再生側におレヽて M P E G ストリームを取り出せるようなディジタルビデオ信号記録再生装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるディジタルビデオ信号を伝送する際、伝送媒体の帯域を無駄に消費することなく、しかも、簡単な構成でかつ著しい画質劣化を伴うことなく、受信側において M P E G ストリームを取り出せるようなディジタルビデオ信号伝送装置を提供することである。発明の開示

本発明は、上記のような問題点を解決するために、以下に述べるような特徴を有してレヽる。

本発明の第 1 の局面は、その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を記録するディジタルビデオ信号記録装置であって、

ディジタルビデオ信号を、 M P E G規格とは一部が異なる規格に従って圧縮する圧縮手段、および

圧縮手段の出力信号を記録媒体に記録する記録手段を備え、

圧縮手段は、

ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追加してライン数力 6 のマクロブロックとライン数力 S 8 のマクロブロックとを構成するマクロブロック構成手段、および

ライン数力 ^s l 6 のマクロブロックに対し M P E G規格に規定されたフィールド D C T (離散コサイン変換；以下同様）またはフレーム D C T を施し、ライン数が 8 のマクロブロックに対しては M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行う D C T手段を含んでいる。

上記第 1 の局面（および下記第 2 の局面）では、圧縮時、有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号に、有効ライン数の 1 6 の剰余が 8 となるように、最大 7 ラインのダミーラインを追加して（なお、有効ライン数の 1 6 の剰余が 8 、例えば有効ライン数が 1 0 8 0 の場合、ダミーラインは 1 ラインも追加されない）ライン数力 6 のマクロブロックとライン数力 8 のマクロブロックとを構成する。そして、ライン数が 8 のマクロブロックに対しては、 M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行う。よって、記録媒体に記録された信号を再生して M P E G ストリームに変換する際には、ライン数が 8 のマクロブ口ックに 8 ラインのダミーブロックを付加することにより、 M P E G 規格に規定されたライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロプロックに再構成することができる。

このようにしてディジタルビデオ信号記録すれば、 8 ラインのダミープロックを記録媒体に記録しなくて済む（つまり、 M P E G規格に規定されたライン数拡大処理を行つて得られるものと同等のマクロブ口ックを記録する場合と比べ、記録媒体の容量を、 8 ラインのダミーブロックの分、節約できる）。また、再生時、ライン数が 8 のマクロブ口ックを、いったんディジラルビデオ信号に戻すことなく、そこに 8 ラインのダミーブロックを付加するだけで、 M P E G規格に規定されたライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブロックに再構成できる（つまり、ライン数力 S 8 のマクロブロックをいつたんデイジラルビデォ信号に戻す手間が省ける上、画質劣化が少なく済む）。

従って、記録媒体の容量を無駄に消費することがなく、しかも、簡単な構成でかつ著しい画質劣化を伴うことなく、再生側で M P E G ストリームを取り出せるようになる。

第 2 の局面は、その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を記録して再生するデイジタルビデオ信号記録再生装置であって、

ディジタルビデオ信号を、 M P E G規格とは一部が異なる規格に従って圧縮する圧縮手段、

圧縮手段の出力信号を記録媒体に記録する記録手段、記録媒体に記録された信号を再生する再生手段、および再生手段の出力信号を M P E G ストリームに変換する変換手段を備え、

圧縮手段は、

ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追カ卩してライン数が 1 6 のマク口フロックとライン数力 ^s 8 のマクロプロックとを構成するマクロブロック構成手段、および

ライン数力 ^s l 6 のマクロブロックに対し M P E G規格に規定されたフィールド D C T (離散コサイン変換；以下同様）またはフレーム D C T を施し、ライン数が 8 のマクロブ口ックに対しては M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行う D C T手段を含み、

変換手段は、マクロブロック構成手段が構成したマクロブ口ックを M P E G規格に規定された有効ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブロックに再構成するマクロブ口ック再構成手段を含んでいる

第 3 の局面は、第 2 の局面において、

有効ライン数拡大処理は、マクロブロックを構成する際、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるデイジタルビデォ信号に、その有効ライン数が 1 6 の倍数となるようにダミーブロックを付加する処理であり、

マクロブロック再構成手段は、マクロブ口ック構成手段が構成したマクロプロックに 8 ラインのダミーブロックを付加することによって、ライン数拡大処理を実行して得られるものと同等のマクロブロックを再構成することを特徴としてレヽる。第 4 の局面は、第 2 の局面において、

圧縮手段は、

D C T 手段の出力信号を M P E G規格とは一部が異なる規格に従って量子化および可変長符号化する符号化手段、および

マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブ口ックが N個の固定長シンクブロックに過不足なぐ格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

記録手段は、圧縮手段の出力信号を、記録媒体上に、 1 フレーム分の当該出力信号が当該記録媒体上の所定数の固定長シンクプロックに格納されるようにして記録することを特徴としてレ、る。

第 5 の局面は、第 2 の局面において、

圧縮手段は、

D C T手段の出力信号を M P E G規格に従って量子化する量子化手段、

量子化手段の出力信号を M P E G規格に従って可変長符号化する可変長符号化手段、および

マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブ口ックが N個の固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

変換手段は、可変長符号化手段の出力信号を M P E G規格に従って可変長複号化し、それにより得られる信号をマクロブ口ック再構成手段へ向けて出力する可変長復号化手段をさらに含み、

符号量制御手段は、量子化情報を、 D C T手段の出力信号に基づいて生成して、量子化手段に与えることを特徴としてレヽる。

第 6 の局面は、第 2 の局面において、

圧縮手段は、

量子化手段の出力信号を D V規格に従って可変長符号化する D V可変長符号化手段、および

マクロブロック構成手段が構成したマクロブロックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブ口ックカ N個の固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

変換手段は、

D V可変長符号化手段の出力信号を D V規格に従って可変長復号化し、それにより得られる信号をマクロブロック再構成手段へ向けて出力する D V可変長復号化手段、およぴ

マクロプロック再構成手段の出力信号を M P E G規格に従って可変長符号化する M P E G 可変長符号化手段をさらに含み、

上記第 6 の局面では、圧縮時、 D V可変長符号化を行い、変換時には、レヽったん D V可変長複号化を行った後、あらためて M P E G可変長復号化を行っている。

第 7 の局面は、第 6 の局面において、

圧縮手段は、ディジタルビデオ信号を、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 2 8 0 画素，色差 6 4 0 画素となるようにフォーマツト変換するためのフィルタ手段をさらに含み、

マクロブロック構成手段は、フォーマツト変換後のディジタルビデォ信号から、有効ライン数拡大処理を行うことなく、 1 フレーム当たり 5 4 0 0 個のマクロブロックを構成し、

記録手段は、圧縮手段の出力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該出力信号が当該記録媒体上の 5 4 0 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録することを特徴としている

上記第 7 の局面では、ディジタルビデオ信号のフォーマットを上記のように変換することによって、記録手段として、既存の D V記録回路を流用できるようにしている。その結果、ディジタルビデオ信号記録再生装置の開発コストの削減が図れる。

第 8 の局面は、第 7 の局面において、

記録手段は、

入力信号を、記録媒体に、フレーム分の当該入力号が当該記録媒体上の 1 3 5 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 4 つの D V記録回路、および

圧縮手段の出力信号を、 4 つの D V記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含んでいる。

第 9 の局面は、第 7 の局面において、

記録手段は、

入力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該入力信号が当該記録媒体上の 2 7 0 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 2 つの D V記録回路、および

圧縮手段の出力信号を、 2 つの D V記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含んでいる。

第 1 0 の局面は、第 7 の局面において、

ディジタルビデオ信号のフォーマツトは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素であることを特徴としてレ、る。

第 1 1 の局面は、第 2 の局面において、

再生手段の出力信号を復号する復号手段をさらに備え、復号手段は、マクロブロック構成手段が構成したマクロブロ ^ クから、ディジタルビデオ信号と同等の信号を逆構成する逆マクロブ口ック構成手段を含んでいる。

上記第 1 1 の局面では、再生側において、 M P E G ストリームだけでなく、ディジタルビデオ信号をも取り出せるようになる。第 1 2 の局面は、第 1 1 の局面において .

有効ライン数拡大処理は、マクロブロックを構成する際、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるディジタルビデォ信号に、その有効ライン数が 1 6 の倍数となるようにダミ一ラインを付加する処理であり、

マクロブロック再構成手段は、マクロブロック構成手段が構成したマクロブロックに 8 ラインのダミーブロックを付加することによって、ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックを再構成し

逆マクロブロック構成手段は、マクロブロック構成手段が構成したマクロブロック力ら最大 7 ラインのダミーラインを除去することによって、ディジタルビデォ信号と同等の信号を逆構成することを特徴としている，

第 1 3 の局面は、第 1 1 の局面において

圧縮手段は、

マクロプロック構成手段が構成したマク C2 ブロックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブロック力 N個の固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

変換手段は、再生手段の出力信号を M P E G規格に従つて可変長復号化し、それにより得られる信号をマクロブ口ック再構成手段と復号手段とへ向けて出力する可変長復号化手段をさらに含み、

復号手段は、

可変長復号手段の出力信号を M P E G規格に従って逆量子化する逆量子化手段、および

逆量子化手段の出力信号を M P E G規格に従って逆 D C T し、それにより得られる信号を逆マクロブロック構成手段へ向けて出力する逆 D C T手段をさらに含み、

符号量制御手段は、量子化情報を、 D C T手段の出力信号に基づいて生成して、量子化手段に与えることを特徴としてレ、る。

第 1 4 の局面は、第 1 1 の局面において、

圧縮手段は、

変換手段は、

再生手段の出力信号を D V規格に従って可変長復号化し、それにより得られる信号をマクロブロック再構成手段と復号手段とへ向けて出力する D V可変長復号化手段、および

D V 可変長復号化手段の出力信号を M P E G規格に従つて可変長符号化する M P E G 可変長符号化手段をさらに含み、

復号手段は、

D V可変長復号化手段の出力信号を M P E G規格に従つて逆量子化する逆量子化手段、および

上記第 1 4 の局面では、圧縮時、 D V可変長符号化を行い、変換時には、いったん D V可変長複号化を行った後、あらためて M P E G可変長復号化を行っている。

第 1 5 の局面は、第 1 4 の局面において、

圧縮手段は、ディジタルビデオ信号を、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 2 8 0 画素，色差 6 4 0 画素となるようにフォーマツト変換するための第 1 のフィルタ手段をさらに含み、マクロブロック構成手段は、フォーマット変換後のディジタルビデオ信号から、有効ライン数拡大処理を行うことなく、 1 フレーム当たり 5 4 0 0 個のマクロブロックを構成し、

記録手段は、圧縮手段の出力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該信号が当該記録媒体上の 5 4 0 0 個の固定長シンクプロックに格納されるようにして記録し、

復号手段は、逆マクロブロック構成手段の出力信号を、ディジタルビデオ信号のそれと同等のフォーマツトとなるようにフォーマツト変換するための第 2 のフィルタ手段をさらに含んでいる。

上記第 1 5 の局面では、ディジタルビデオ信号のフォーマットを上記のように変換することによって、記録手段として、既存の D V記録回路を流用できるようにしている。その結果、ディジタルビデオ信号記録再生装置の開発コストの削減が図れる。

第 1 6 の局面は、第 1 5 の局面にぉレヽて、

記録手段は、

入力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該入力信号が当該記録媒体上の 1 3 5 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 4 つの D V記録回路、および

第 1 7 の局面は、第 1 5 の局面において、

記録手段は、

第 1 8 の局面は、第 1 5 の局面において、ディジタルビデォ信号のフォーマットは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素であることを特徴としてレヽる。

第 1 9 の局面は、その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を伝送するディジタルビデオ信号伝送装置であって、

ディジタルビデオ信号を、 M P E G とは一部が異なる規格に従って圧縮する圧縮手段、

圧縮手段の出力信号を、伝送媒体を通じて、 1 フレーム分の当該出力信号が当該伝送媒体上の所定数の固定長パケットに格納されるようにして伝送する伝送手段、および伝送媒体を通じて伝送された信号を M P E G ストリームに変換する変換手段を備え、

圧縮手段は、

ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追加してライン数が 1 6 のマクロブロックとライン数力 ^s 8 のマクロブロックとを構成するマクロブ口ック構成手段、および

ライン数力 6 のマクロブロックに対し M P E G 規格に規定されたフィールド D C T (離散コサイン変換；以下同様）またはフレーム D C T を施し、ライン数力 8 のマクロブロックに対しては M P E G 規格に規定されたフレーム D C T のみを行う D C T 手段を含み、

変換手段は、マクロブロック構成手段が構成したマクロブロックを、ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成するマクロブ口ック再構成手段を含んでいる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の第 1 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置の全体構成を示すブロック図である（第 2 の実施形態にも援用されている）。

図 2 は、図 1 (第 1 の実施形態）の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。

図 3 は、図 1 (第 1 の実施形態）の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。

図 4 は、図 2 のマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 が、入力されるディジタルビデオ信号（ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉）カゝらマクロブロックを構成する処理を説明するための図である。

図 5 ( A ) ， ( B ) は、図 1 の圧縮回路 1 0 において、下部 8 ラインのマクロブロックに対してフィーノレド D C T が選択されたと仮定したとき、変換回路 1 4 では、それらのマクロブ口ックをいつたんディジタルビデオ信号に戻した後でなければ、 M P E G マクロブ口ックへの変換が行えない理由を説明するための図である。

図 6 は、図 1 (第 2 の実施形態）の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。

図 7 は、図 1 (第 2 の実施形態）の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。図 8 は、本発明の第 3 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置の全体構成を示すブロック図である（第 4 および第 5 の実施形態にも援用されている）。

図 9 は、図 8 (第 3 の実施形態）の変換回路 7 1 の構成を示すブロック図である。

図 1 0 は、図 8 (第 3 の実施形態）の復号回路 7 0 の構成を示すブロック図である。

図 1 1 は、図 8 (第 4 の実施形態）の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。

図 1 2 は、図 8 (第 5 の実施形態）の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。

図 1 3 は、図 8 (第 5 の実施形態）の復号回路 7 0 の構成を示すブロック図である。

図 1 4 は、図 1 2 のマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 が、フィルタ回路 1 0 0 の出力信号（新 H D フォ一マット）からマクロブロックを構成する処理を説明するための図である。

図 1 5 は、図 8 (第 5 の実施形態）の記録回路 1 1 の構成の一例を示すブロック図である。

図 1 6 は、図 8 (第 5 の実施形態）の再生回路 1 3 の構成の一例を示すブロック図である。

図 1 7 は、図 8 (第 5 の実施形態）の記録回路 1 1 の構成の別の一例を示すブロック図である。

図 1 8 は、図 8 (第 5 の実施形態）の再生回路 1 3 の構成の別の一例を示すブロック図である。

図 1 9 は、 D V規格く H D〉に準拠した従来のディジタルビデオ信号記録再生装置（従来の D V — V C R ( H D ) ) の全体構成を示すブロック図である。

図 2 1 は、図 Ί 9 の復号回路 1 7 4 の構成を示すブロック図である。

図 2 2 は、図 2 0 のマクロブロック構成回路（ D V ) 1 8 1 が、フィノレタ回路 1 8 0 の出力信号、すなわちデイジタルビデオ信号（ H D フォーマツト）力ら、マクロブロックを構成する処理を説明するための図である。

図 2 3 は、図 2 0 のシャフリング回路 1 8 2 の入出力の一例を示す図である。

図 2 4 は、図 1 9 の記録回路 1 7 0 の動作を説明するための図である。

図 2 5 は、 D V規格く S D 〉に準拠した別の従来のディジタルビデオ信号記録再生装置（従来の D V — V C R < S D ) ) に設けられるマクロブロック構成回路（図示せず）が、ディジタルビデオ信号（ S D フォーマット）からマウロブ口ックを構成する処理を説明するための図である。

図 2 6 は、図 1 9 の D V — V C R と既存の M P E Gェンコーダとを用レヽた、再生側で M P E G ストリームを取り出すことができるディジタルビデオ信号記録再生装置（従来のディジタルビデオ信号記録再生装置）の全体構成を示すブロック図である。

図 2 7 は、図 2 6 の圧縮回路 1 7 0 ( M P E G ェンコ一ダ側のもの）の構成を示すブロック図である。図 2 8 は、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号くスタジオ規格〉力ゝら、 M P E G規格に従ってマクロブロックを構成する処理（有効ライン数を拡大する処理）を説明するための図である。

図 2 9 は、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉力ゝら、 M P E G規格に従ってマクロブロックを構成する処理（図 2 8 の有効ライン数拡大後の信号からマクロブロックを構成する処理）を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

(第 1 の実施形態）

図 1 は、本発明の第 1 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置の全体構成を示すプロック図である。

図 1 において、本発明の第 1 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、ディジタルビデオ信号記録再生装置）は、圧縮回路 1 0 と、記録回路 1 1 と、記録媒体 1 2 と、再生回路 1 3 と、変換回路 1 4 とを備えている。

ここで、ディジタルビデオ信号記録再生装置に入力されるディジタルビデオ信号は、ノ、イビジョン放送用〈スタジォ規格〉のものとする。その画像フォーマットは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素（ 4 ： 2 ： 2 ) である。また、記録媒体 1 2 は、磁気テープである。

図 2 は、図 1 の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。

図 2 において、圧縮回路 1 0 は、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 と、シャフリング回路 2 1 と、 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 と、量子化回路（ M P E G ) 2 3 と、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 と、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 と、 D C T モード決定回路 2 6 と、符号量制御回路 2 7 とを含む。

ここで " （ M P E G ) " は、 M P E G規格に従って動作する回路であることを示し、一方、 " （準 M P E G ) " は、一部処理（後述）を除き M P E G規格に従って動作する回路であることを示している（以下同様）。

なお、ここでいう M P E G規格は、 " M P E G 2 " 規格であり、使用する画像は、動き補償を用レヽないイントラピクチャ（ I ピクチャ）のみとし、画像フォーマットには（ 4 : 2 : 2 ) を用レヽる（以下同様）。

マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、入力されるディジタルビデオ信号（ハイビジョン放送用〈スタジォ規格〉）力らマクロブロックを構成する。シャフリング回路 2 1 は、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 の出力信号をシャフリングする。 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 は、シャフリング回路 2 1 の出力信号を D C T (離散コサイン変換）する。量子化回路（ M P E G ) 2 3 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 の出力信号を量子化する。ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 は、量子化回路（ M P E G ) 2 3 の出力信号をジグザグスキャンする。可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 の出力信号を可変長符号化する。

D C T モード決定回路 2 6 は、 D C T としてフレーム D C T を行うか、フィールド D C T を行うかを決定する。符号量制御回路 2 7 は、量子化回路（ M P E G ) 2 3 から出力される符号量を制御する。

再び図 1 において、記録回路 1 1 は、圧縮回路 1 0 の出力信号を磁気テープに記録する。その際、記録回路 1 1 は、 1 フレームを予め決められた大きさの領域（ここでは 6 0 トラック）に書き込む。

再生回路 1 3 は、磁気テープに記録されたディジタルビデォ信号を再生する。

図 3 は、図 1 の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。

図 3 において、変換回路 1 4 は、可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 と、デシャフリング回路 3 1 と、マクロブロック再構成回路 3 2 と、可変長符号化回路（ M P E G ) 3 3 と、 M P E G シンタクス回路 3 4 とを含む。

可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 は、再生回路 1 3 の出力信号を可変長復号化する。デシャフリング回路 3 1 は、可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号をデシャフリングする。マクロブロック再構成回路 3 2 は、デシャフリング回路 3 1 の出力信号からマクロブロックを再構成する。可変長符号化回路（ M P E G ) 3 3 は、マクロプロック再構成回路 3 2 の出力信号を可変長符号化する。 M P E G シンタクス回路 3 4 は、マクロブロック再構成回路 3 3 の出力信号を、 M P E G シンタクスに準拠したストリームに変換する。

以下には、上記のように構成されたディジタルビデオ信号記録再生装置の動作について説明する。

図 1 において、ディジタルビデオ信号は、圧縮回路 1 0 へと入力される。

図 2 において、圧縮回路 1 0 では、最初、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、入力されるディジタルビデオ信号カゝらマクロブ口ックを構成する。

ここで、上記のマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 の動作について、図 4 を用いて説明する。

図 4 におレ、て、ディジタルビデォ信号（ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉）は、 1 9 6 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの輝度信号（ Y ) と、 9 6 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) と力らなる。

マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、最初、輝度信号およぴ色差信号をそれそれ、上部 1 0 7 2 ラインと下部 8 ラインとに分ける。

次に、輝度信号および色差信号の上部 1 0 7 2 ラインに対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号力ら、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 2 * 2 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 1 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 0 」 " ) 。なお、この処理は、図 2 7 のマクロブロック構成回路 ( P E G ) 2 5 0 が有効ライン数拡大後に行うマクロブロック構成処理（図 2 9 参照）と同様のものである。

次に、輝度信号および色差信号の下部 8 ラインに対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 4 * 1 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 2 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 N J " ) 。

従って、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉力ら、 1 フレームにっき 8 1 0 0 個のマクロブロックを構成することになる。

再ぴ図 2 において、次に、シャフリング回路 2 1 は、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 の出力信号をシャフリングする（図 2 3 参照）。

次に、 D C T モード決定回路 2 6 は、シャフリング回路 2 1 の出力信号を参照して、 D C T としてフレーム D C T を行う力、フィールド D C T を行う力をマクロブロック毎に決定し、結果（ D C T モード情報）を D C T 回路（ M P E G ) 2 2 に通知する。決定に際し、上部 1 0 7 2 ラインに含まれるマクロブ口ックに対してはフィールド D C T またはフレーム D C T のレ、ずれかに決定する。下部 8 ラインに含まれるマクロブ口ックに対してはフレーム D C T に決定する。通知に応じて、 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 は、シャフリング回路 2 1 の出力信号をフレーム D C T またはフィールド D C Tする（具体的には、出力信号の上部 1 0 7 2 ラインに含まれるマクロブロックに対してはフレーム D C T またはフィールド D C T を施し、下部 8 ラインに含まれるマクロブロックに対してはフレーム D C T だけを行 Ό ) o

次に、符号量制御回路 2 7 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 の出力信号に基づいて、量子化回路（ M P E G ) 2 3 から出力されるであろう 5 マクロブロック当たりの符号量を見積もり、 5 マクロブロック力 S 5 シンクブロックに納まるように符号量を制御する（すなわち、符号量制御のための量子化情報を量子化回路（ M P E G ) 2 3 に与える）。なお、ここでは一例として、 5 マクロブロック力 5 シンクプロックに納まるように符号量を制御するとしたが、それに限らず、 Nマクロブロック力 s N シンクブロック（ Nは任意の自然数）に納まるように符号量を制御してもよい。応じて、量子化回路（ M P E G ) 2 3 は、 D C T 回路（ M P E G ) 2 2 の出力信号を量子化する。

ここで、上記の符号量制御処理について説明する。符号量制御回路 2 7 は、例えば 1 6 通りの量子化情報を持ち、最初、各量子化情報に基づいて 5 マクロブ口ックを量子化した場合の総符号量を試算する。次に、試算して得られた 1 6 個の総符号量をそれぞれ、 5 シンクブロック相当の符号量と比較することによって、 1 6 通りの量子化情報の中から、最適な量子化情報（つまり、それに基づいて 5 マクロブロックを量子化した場合の総符号量が、 5 シンクブロック分に相当する符号量を超えない範囲で最大であるような量子化情報）を選択し、それを量子化回路（ M P E G ) 2 3 に与える。

次に、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 は、量子化回路（ M P E G ) 2 3 の出力信号をジグザグスキャンする。次に、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 の出力信号を可変長符号化する。

D C Tモード決定回路 2 6 が出力する D C T モード情報、および符号量制御回路 2 7 が出力する量子化情報は、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 が出力する可変長符号と共に、記録回路 1 1 へと与えられる。なお、 D C T モード情報および量子化情報は、固定長である。

図 1 において、記録回路 1 1 は、圧縮回路 1 0 の出力信号（可変長符号、 D C T モード情報および量子化情報）を磁気テープに記録する。その際、記録回路 1 1 は、 1 フレーム分の信号（ 8 1 0 0 マクロブロック）を、予め決められた大きさの領域（ここでは 6 0 トラック = 8 1 0 0 シンクブロック）に書き込む。その動作は、記録速度が異なる点を除き、図 1 9 の記録回路 1 7 1 の動作と同様である（図 2 4 参照）。

すなわち、図 2 4 において、記録回路 1 1 へは、 5 マクロブロック（ 1 マクロブロック = 8 ブロック）を単位として、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 が出力する可変長符号（ 8 ブロック分）と、 D C Tモード決定回路 2 6 が出力する D C Tモード情報と、符号量制御回路 2 7 が出力する量子化情報とが与えられる。

記録回路 1 1 は、これら可変長符号、 D C T モード情報および量子化情報を、磁気テープに、 5 シンクブロックにつき 5 マクロブロックを格納するようにして記録する（詳細は従来の技術の項目を参照）。なお、ここでは一例として、 5 シンクブロック〖こっき 5 マクロブロックを格納するようにして記録するとしたが、それに限らず、 N シンクブロックにつき Nマクロブロック（ N は任意の自然数）を格納するようにして記録してもよい。

再び図 1 において、次に、再生回路 1 3 は、磁気テープに記録されたディジタルビデオ信号を再生する。再生回路 1 3 の出力信号（可変長符号、 D C T モード情報および量子化情報）は、変換回路 1 4 へと入力される。

図 3 において、変換回路 1 4 では、最初、可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 は、再生回路 1 3 の出力信号（可変長符号）を可変長復号して、各ブロックの信号長が一定であるような信号（固定長符号）を出力する。デシャフリング回路 3 1 は、可変長複号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号（固定長符号）をデシャフリングする。

次に、マクロブロック再構成回路 3 2 は、デシャフリング回路 3 1 の出力信号カゝらマクロブロックを再構成する。すなわち、図 4 に示されるようなマクロブロック（準 M P CT/JP00/02252

E G マクロブロック）を、図 2 9 に示されるようなマクロブロック（ M P E G マクロブロック；ダミーブロックを含む）に変換する。

上記の準 M P E G マクロブロックカゝら M P E Gマクロブロックへの変換は、圧縮回路 1 0 において、下部 8 ラインのマクロブ口ックに対してはフレーム D C T のみが選択されているので、図 2 8 に示すように有効ライン数を 8 ライン拡大（すなわち 8 ラインのダミーブロックを付加）することにより行える。

なお、もし圧縮回路 1 0 において、下部 8 ラインのマクロブ口ックに対してフィールド D C T が選択されているとすると、変換回路 1 4 では、それらのマクロブロックをいつたんディジタルビデォ信号に戻した後でなければ、 M P E G マクロブロックへの変 ¾が行えなレヽ。その理由を、図 5 ( A ) ， ( B ) を用いて以下に説明する。

下部 8 ラインのマクロブロックに対してフィールド D C T が選択された場合、図 5 ( A ) に示すように、 D C T後の 1 つのブロック内には、 D C T 前の 2 つのブロックのデータが混在する（例えば " A " + " B " ) ことになる。一方、 M P E G規格によれば、図 5 ( B ) に示すように、下都 8. ラインのマクロブ口ックに 8 ラインのダミーブロックを付加して D C Tするので、 D C T 後の 1 つのブロック内には、 D C T前の 1 つのブロックデータとダミーブロックのデータとが混在する（例えば " A " + " ダミー " ）ことになる。

D C T前の 2 つのブロックのデータが混在するブロック (例えば " A " + " B " ) を、 D C T前の 1 つのブロックデータとダミーブロックのデータとが混在するブロック（例えば " A " + " ダミー " ）に変換するには、混在した 2 つのブロックのデータを互いに分離（例えば " A " + " B " を " A " と " B " とに分離）しなければならないが、これは、混在した 2 つのブロックのデータ（例えば " A " + " B " ) をいつたんディジタルビデォ信号に戻した後でなければ行えない。

次に、可変長符号化回路（ M P E G ) 3 3 は、マクロブロック再構成回路 3 2 の出力信号を可変長符号化する。 M P E G シンタクス回路 3 4 は、再生回路 1 3 の出力信号（ D C T モード情報および量子化情報）に基づいて、可変長符号化回路（ M P E G ) 3 3 の出力信号を、 M P E G規格で決められたシンタクスに従うストリーム（ M P E G ストリーム）に変換する。

こうして、ディジタルビデオ信号記録再生装置からは、 M P E G ストリームが出力される。

このように、ディジタルビデオ信号記録再生装置では、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格 > を記録する際、記録回路 1 1 は、 1 フレーム分の信号を 8 1 0 0 シンクブロックに書き込むような記録処理を行う圧縮回路 1 0 は、一部処理を除き M P E G ( 4 ： 2 ： 2 ) で圧縮を行う。その際、記録回路 1 1 の記録処理に合わせて、圧縮回路 1 0 では、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、 M P E G と異なり有効ライン数を拡大することなく（すなわちダミーブロックを付加することなく

) 、 1 フレーム当たり 8 1 0 0 マクロブロックを構成し、符号量制御回路 2 7 は、 5 つのマクロブロックが 5 つのシンクブロック（固定長）に過不足なく格納されるように符号量制御を行う。一方、変換回路 1 4 では、マクロブロック再構成回路 3 2 は、それらマクロブロックを、ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブロックに再構成するので、再生信号を復号することなく M P E G ストリームに変換することができ、その結果、著しい画質劣化を伴うことなく、再生側において M P E G ストリームを取り出せるようになる。また、ダミーブロックを記録して記録媒体 1 2 の容量を無駄に消費することもなくなる。

なお、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、図 4 に示すようにしてマクロブロックを構成したが、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉から、その有効ライン数を拡大することなく（すなわちダミ一ブロックを付加することなく）、 1 フレーム当たり 8 1 0 0 マクロブロックを構成できれば、どのように構成してちょレヽ。

また、ディジタルビデオ信号記録再生装置では、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉を記録したが、それに限らず、有効ライン数が 1 6 の倍数ではないような他のディジタルビデオ信号を記録することもできる。（後に説明する第 2 〜第 4 の実施形態でも同様である）。

すなわち、上記他のディジタルビデオ信号を記録する場合、ディジタルビデオ信号記録再生装置では、記録回路 1 1 は、 1 フレ一ム分の上記他のディジタルビデオ信号を、その信号に関して予め決められた数（以下、所定数）の固定長シンクブロックに書き込む記録処理を行う。この記録処理に合わせて、圧縮回路 1 0 では、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、上記他のディジタルビデオ信号力ゝら、その信号に対して M P E G と異なりダミーブロックを付加することなく、 1 フレーム当たり上記所定数と等しい数のマクロブロックを構成し、符号量制御回路 2 7 は、 5 つのマクロブロックカ 5 つの固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように符号量制御を行う。

—方、変換回路 1 4 では、マクロブロック再構成回路 3 2 は、それらマクロブロックを、ライン数拡大処理を行つて得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成するので、再生信号を復号することなく M P E G ストリームに変換することができ、その結果、著しい画質劣化を伴うことなく、再生側において M P E G ストリームを取り出せるようになる。また、ダミーブロックを記録して記録媒体 1 2 の容量を無駄に消費することもなくなる。

ここで、上記他のディジタルビデオ信号のフォーマツトについては、 M P E G で許された（ 4 ： 4 ： 4 ) ， ( 4 ： 2 ： 2 ) および（ 4 ： 2 ： 0 ) のいずれかでなければならない。ただし、圧縮回路 1 0 において、マクロブロック構成回路 2 0 の前に、そのフォーマットが M P E G で許された画像フォーマツトとなるように、上記他のディジタルビデォ信号をフォーマツト変換するためのフィルタ回路（図示せず）をさらに設ければ、上記他のディジタルビデオ信号のフォーマットが必ずしも M P E G で許されたものである必要はなくなる。

また、ディジタルビデオ信号記録再生装置では、記録媒体 1 2 は、磁気テープであるとしたが、それに限らず、光ディスク，磁気ディスク等であってもよレ、（後に説明する第 2 〜第 4 の実施形態でも同様である）。

以上のように、本実施形態によれば、圧縮時、有効ライン数が 1 0 8 0 のディジタルビデオ信号力ゝら、その信号を M P E G規格に適合させるための有効ライン数拡大処理を行うことなく、ライン数力 1 6 のマクロブロックとライン数力 S 8 のマクロブロックとを（これら 2 種類のマクロブロック合計で）、 1 フレーム当たり、 1 フレーム分の信号を記録するためのシンクブロックの数（定数）と等しい数だけ構成する。そして、上部 1 0 7 2 ラインに含まれるマクロブロック（すなわちライン数が 1 6 のマクロブロック；例えば図 4 のマクロブロック「 0 」）に対し M P E G規格に規定されたフィールド Zフレーム D C T を施し、下部 8 ラインに含まれるマクロブロック（すなわちライン数が 8 のマクロブロック；例えば図 4 のマクロブロック「 N」）に対しては M P E G に規定されたフレーム D C T のみを行い、さらに、 N個（ N は任意の自然数）のマクロブロックが N個の固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように符号量制御を行う。一方、変換時、上記のマクロブロックを、 M P E G規格に規定されたライン数拡大処理を行つて得られるものと同等のマクロブロックに再構成する。ここで重要なのは、圧縮時にライン数が 8 のマクロプロックに対しては M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行っているので、変換時には、ライン数力 8 のマクロブ口ックに 8 ラインのダミーブロックを付加するだけで、 M P E G規格に規定されたライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成することができる点である（もし圧縮時、ライン数が 8 のマクロブロックに対し M P E G規格に規定されたフィールドノフレーム D C T を施したとすると、変換時には、それらのマクロブ口ックいったんデジタルビデオ信号に戻した後でなければ、 M P E G規格に規定されたライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成することができない）。

従って、再生信号を復号することなく M P E G ストリームに変換することができ、その結果、著しい画質劣化を伴うことなく、再生側において M P E G ストリームを取り出せるようになる。また、ダミーブロックを記録して記録媒体の容量を無駄に消費することもなくなる。

加えて、有効ライン数拡大処理をせずにマクロブロックを構成してその符号量を制御する以外は、 M P E G規格に従って圧縮を行うので、再生信号を M P E G ストリームに変換するための処理が軽くなる。その結果、装置の構成が簡単になる。

なお、本実施形態では、有効ライン数が 1 0 8 0 のディジタルビデオ信号を記録再生する場合について説明したが、有効ライン数が 8 の倍数であるが 1 6 の倍数でなレヽような数（例えば 1 0 6 4 や 1 0 9 6 など）のディジタルビデォ信号であれば、上記と同様の効果が得られる。

また、有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 7 以下のディジタルビデオ信号の場合についても、マクロブ口ック構成回路（準 M P E G ) 2 0 が、マクロブロックを構成する際に、最大 7 ラインの有効ライン数拡大（具体的には、剰余が 1 の場合は 7 ラインの、剰余が 2 の場合は 6 ラインの、〜、剰余が 7 の場合は 1 ラインの有効ライン数拡大）を行うことによって、最大 7 ラインのダミーブロックが無駄に記録される点を除き上記と同様の効果が得られる。

ここで、上記の最大 7 ラインのダミーブロックが無駄に記録される点に関して補足する。 M P E G規格では、有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 7 以下のディジタルビデオ信号の場合、最大 1 5 ラインの有効ライン拡大（具体的には、剰余が 1 の場合は 1 5 ラインの、剰余が 2 の場合は 1 4 ラインの、 ··· 、剰余力 S 7 の場合は 9 ラインの有効ライン数拡大）が行われる。よって、有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 7 以下のディジタルビデオ信号の場合、最大 7 ライン分のダミーブロックが無駄に記録されるとはいえ、 M P E G規格に従って有効ライン数を拡大するのと比べると、無駄に記録されるダミーブロックが 8 ライン分少なくて済む。

さて、次に説明する第 2 の実施形態は、第 1 の実施形態において、圧縮の際、 M P E G でなく D V で可変長符号化を行うようにしたものである。

(第 2 の実施形態）本発明の第 2 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、ディジタルビデオ信号記録再生装置）の全体構成は、第 1 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置と同様なので、図 1 を援用する。

ここで、ディジタルビデオ信号記録再生装置に入力されるディジタルビデオ信号は、第 1 の実施形態同様、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉のものとする。また、記録媒体 1 2 は、磁気テープである。

ディジタルビデオ信号記録再生装置の構成は、次を除き

、第 1 の実施形態と同様である。

図 6 は、図 1 の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。図 6 に示される圧縮回路 1 0 は、図 2 に示される圧縮回路 1 0 において、可変長符号化回路（ M P E G ) 2 5 に代えて、可変長符号化回路（ D V ) 5 0 を含んでレ、る。

図 6 において、可変長符号化回路（ D V ) 5 0 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 の出力信号を、 D V規格に従って可変長符号化する。他の構成要素は、図 2 に示されるもの同様の動作を行う（第 1 の実施形態を参照）。

図 7 は、図 1 の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。図 7 に示される変換回路 1 4 は、図 3 に示される変換回路 1 4 において、可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 の代わりに可変長複号化回路（ D V ) 6 0 を含んでいる。

図 7 において、可変長復号化回路（ D V ) 6 0 は、再生回路 1 3 の出力信号（可変長符号）を、 D V規格に従って可変長復号化する。他の構成要素は、図 3 に示されるもの同様の動作を行う（第 1 の実施形態を参照）。ディジタルビデオ信号記録再生装置の動作は、次を除き、第 1 の実施形態と同様である。

図 6 において、圧縮回路 1 0 では、可変長符号化回路（ D V ) 5 0 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 2 4 の出力信号を、 D V規格に従って可変長符号化する。

図 7 において、変換回路 1 4 では、可変長復号化回路（ D V ) 6 0 は、再生回路 1 3 の出力信号（可変長符号）を、 D V規格に従って可変長復号化する。

このように、本実施形態では、圧縮時、 M P E G でなく D V で可変長符号化を行う。そのため、復号時には、いつたん D V で可変長復号化を行った後、あらためて M P E G で可変長符号化を行うようにしている。

この場合、構成はやや複雑となるものの、第 1 の実施形態同様、記録媒体の容量を無駄に消費することなく、しかも著しい画質劣化を伴うことなく、再生側において M P E G ストリームを取り出せる。

さて、次に説明する第 3 の実施形態は、第 1 の実施形態において、再生側で M P E G ストリームにカ卩ぇディジタルビデオ信号をも取り出せるようにしたものである。

(第 3 の実施形態）

図 8 は、本発明の第 3 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置（以下、ディジタルビデオ信号記録再生装置）の全体構成を示すブロック図である。

図 8 に示すように、ディジタルビデオ信号記録再生装置は、第 1 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置（図 1 参照）において、復号回路 7 0 をさらに備えている。

図 8 において、圧縮回路 1 0 、記録回路 1 1 および再生回路 1 3 は、図 1 に示されるものと同様の回路である。圧縮回路 1 0 の構成は、図 2 に示されている。

図 9 は、図 8 の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。図 9 の変換回路 1 4 は、図 3 の変換回路 1 4 と同様の構成を有する。図 9 の変換回路 1 4 が図 3 の変換回路 1 4 と異なるのは、可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号を復号回路 7 0 へも与えるようにした点である。

復号回路 7 0 では、圧縮回路 1 0 で行われたものと逆の処理が実行される。

図 1 0 は、図 8 の復号回路 7 0 の構成を示すブロック図である。

図 1 0 において、復号回路 7 0 は、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 8 1 と、逆量子化回路（ M P E G ) 8 2 と、逆 D C T 回路（ M P E G ) 8 3 と、デシャフリング回路 8 4 と、逆マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 8 5 とを含む。

ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 8 1 は、変換回路 1 4 (図 9 ) の可変長複号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号をジグザグスキャンする。逆量子化回路（ M P E G ) 8 2 は、再生回路 1 3 の出力信号（量子化情報）に基づいて、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 8 1 の出力信号を逆量子化する。逆 D C T 回路（ M P E G ) 8 3 は、再生回路 1 3 の出力信号（ D C Tモード情報）に基づいて、逆量子化回路（ M P E G ) 8 2 の出力信号を逆 D C Tする。デシャフリング回路 8 4 は、逆 D C T回路（ M P E G ) 8 3 の出力信号をデシャフリングする。逆マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 8 5 は、デシャフリング回路 8 4 の出力信号（マクロブロック）からディジタルビデオ信号を構成する。

図 8 において、ディジタルビデオ信号記録再生装置にデイジタルビデオ信号が入力されると、圧縮回路 1 0 、記録回路 1 1 、再生回路 1 3 および変換回路 1 4 は、第 1 の実施形態と同様の動作を行う。

復号回路 7 0 へは、図 9 に示される変換回路 1 4 の可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号、および再生回路 1 3.の出力信号. （ D C Tモード情報おょぴ量子化情報）が与えられる。

図 1 0 において、復号回路 7 0 では、最初、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 8 1 は、変換回路 1 4 (図 9 ) の可変長復号化回路（ M P E G ) 3 0 の出力信号をジグザグスキャンする。次に、逆量子化回路' （ M P E G ) 8 2 は、再生回路 1 3 の出力信号（量子化情報）に基づいて、ジグザグスキャン回路（ M P E G ) 8 1 の出力信号を逆量子化する。次に、逆 D C T 回路（ M P E G ) 8 3 は、再生回路 1 3 の出力信号（ D C Tモード情報）に基づいて、逆量子化回路（ M P E G ) 8 2 の出力信号を逆 D C Tする。次に、デシャフリング回路 8 4 は、逆 D C T 回路（ M P E G ) 8 3 の出力信号をデシャフリングする。

次に、逆マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 8 5 は、デシャフリング回路 8 4 の出力信号（マクロブロック）からディジタルビデオ信号を再構成する。つまり、記録側においてマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 が行つたのとは逆の動作を行う。

具体的には、図 4 において、デシャフリング回路 8 4 から与えられるマクロブロック力ら、 1 9 2 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの輝度信号（ Y ) と、 9 6 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) とカゝらなるディジタルビデオ信号（ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉）を構成する。

こうして、ディジタルビデオ信号記録再生装置からは、ディジタルビデオ信号と、 M P E G ストリームとが出力される。

以上のように、本実施形態によれば、再生側においてデイジタルビデオ信号と M P E G ストリームとを取り出せるようになる。

さて、次に説明する第 4 の実施形態は、第 2 の実施形態において、再生側で M P E G ストリームに加えディジタルビデオ信号をも取り出せるようにしたものである。

(第 4 の実施形態）

本発明の第 4 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、ディジタルビデオ信号記録再生装置）は、第 2 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置において、復号回路 7 0 をさらに備えてレヽる。すなわち、ディジタルビデオ信号記録再生装置の全体構成は、第 3 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置と同様なので、図 8 を援用する。

ここで、ディジタルビデオ信号記録再生装置に入力されるディジタルビデオ信号は、第 2 の実施形態同様、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉のものとする。また、記録媒体 1 2 は、磁気テープである。

図 1 1 は、図 8 の変換回路 1 4 の構成を示すブロック図である。図 1 1 の変換回路 1 4 は、図 7 の変換回路 1 4 と同様の構成を有する。図 1 1 の変痪回路 1 4 が図 7 の変換回路 1 4 と異なるのは、可変長復号化回路（ D V ) 6 0 の出力信号を復号回路 7 0 へも与えるようにした点である。

図 8 の復号回路 7 0 の構成は、図 1 0 に示されている（図 1 0 の各構成要素の動作については、第 3 の実施形態を参照）。

図 8 において、ディジタルビデオ信号記録再生装置にデイジタルビデオ信号が入力されると、圧縮回路 1 0 、記録回路 1 1 、再生回路 1 3 および変換回路 1 4 は、第 2 の実施形態と同様の動作を行う。

復号回路 7 0 へは、変換回路 1 4 (図 1 1 ) の可変長復号化回路（ D V ) 6 0 の出力信号および、再生回路 1 3 の出力信号（ D C Tモード情報および量子化情報）が与えられる。

以降の動作は、第 3 の実施形態で説明したものと同様である。

さて、次に説明する第 5 の実施形態は、第 4 の実施形態において、 .ディジタルビデオ信号の画像フォーマツトを、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉から新たなフォーマットに変換することによって、記録回路 1 1 として、 D V 用の記録回路を流用できるようにしたものである。

(第 5 の実施形態）

本発明の第 5 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置（以下、ディジタルビデオ信号記録再生装置）の全体構成は、第 4 の実施形態に係るディジタルビデオ信号記録再生装置と同様なので、図 8 を援用する。

ここで、ディジタルビデオ信号記録再生装置に入力されるディジタルビデオ信号は、第 4 の実施形態同様、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉のものとする。また、記録媒体 1 2 は、磁気テープである。

図 1 2 は、図 8 の圧縮回路 1 0 の構成を示すブロック図である。図 1 2 に示される圧縮回路 1 0 は、図 6 に示される圧縮回路 1 0 におレヽて、フィルタ回路 1 0 0 をさらに含んでいる。

図 1 2 におレヽて、フィルタ回路 1 0 0 は、入力されるデイジタルビデオ信号の画像フォーマツトを変換する。他の構成要素は、フォーマット変換に伴う一部変更（後述）を除き、図 6 に示されるものと同様の動作を行う（第 2 およぴ第 4 の実施形態を参照）。

図 1 3 は、図 8 の復号回路 7 0 の構成を示すブロック図である。図 1 3 に示される復号回路 7 0 は、図 1 0 に示される復号回路 7 0 において、フィルタ回路 1 1 0 をさらに含んでいる。

図 1 3 において、フイノレタ回路 1 1 0 は、逆マクロブロック構成回路の出力信号の画像フォーマツトを逆変換する。他の構成要素は、フォーマット変換に伴う一部処理の変更（後述）を除き、図 1 0 に示されるものと同様の動作を行う（第 2 および第 4 の実施形態を参照）。

他の構成要素は、第 4 の実施形態と同様のものである。以下には、上記のように構成されたディジタルビデオ信号記録再生装置の動作について説明する。

図 8 において、ディジタルビデオ信号は、圧縮回路 1 0 へと入力される。図 1 2 において、圧縮回路 1 0 では、最初、フィルタ回路 1 0 0 は、入力されるディジタルビデオ信号の画像フォ一マットを、ハイビジョン放送用〈スタジオ規格〉力ら、次のような新たな画像フォーマツトへと変換する。

上記の新たな画像フォーマツトは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 2 8 0 画素，色差 6 4 0 画素（ 4 ： 2 ： 2 ) である（以下、新 H D フォーマットと呼ぶ）。

次に、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、フィルタ回路 1 0 0 の出力信号カゝらマクロブロックを構成する。このマクロ.ブロック構成処理は、図 6 のマクロブロック構成回路が行う処理（図 4 参照）と基本的には同様であるが、先に行ったフォーマット変換の結果として、構成して得られる 1 フレーム当たりのマクロブロック数が異なる。

そこで、上記のマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 の動作について、図 1 4 を用いて説明しておく。

図 1 4 は、図 1 2 のマクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 が、フィルタ回路 1 0 0 の出力信号（新 H D フォ一マット）カゝらマクロブロックを構成する処理を説明するための図である。

図 1 4 におレヽて、ディジタルビデオ信号（新 H D フォーマット）は、 1 2 8 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの輝度信号（ Y ) と、 6 4 0 画素 * 1 0 8 0 ラインの 2 つの色差信号（ P b ， P r ) と力らなる。

次に、輝度信号および色差信号の上部 1 0 7 2 ラインに対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号力ら、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 2 * 2 = 4 ブロックをひとまとめにして取り '出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 プロックとして、それぞれ 1 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 0 」 "

) o

次に、輝度信号および色差信号の下部 8 ラインに対して、次のような処理を実行する。すなわち、輝度信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、 4 * 1 = 4 ブロックをひとまとめにして取り出し、一方、 2 つの色差信号から、 8 画素 * 8 ラインを 1 ブロックとして、それぞれ 2 ブロックを取り出し、取り出した 8 ブロックを 1 つのマクロブロックとする（図中、 " マクロブロック「 N」 " ）。

従って、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、ディジタルビデオ信号（新 H D フォーマット）力ゝら、 1 フレームにっき 5 4 0 0 個のマクロブ口ックを構成することになる。

再ぴ図 1 2 において、次に、シャフリング回路 2 1 は、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 の出力信号をシャフリングする。以降、圧縮回路 1 0 で行われる処理は、第 4 の実施形態で説明したものと同様である。

図 8 において、次に、記録回路 1 1 は、圧縮回路 1 0 の出力信号（可変長符号、 D C T モード情報および量子化情報）を磁気テープに記録する。その際、記録回路 1 1 は、 1 フレーム分の信号（ 5 4 0 0 マクロブロック）を、予め決められた大きさの領域（ここでは 4 0 トラック = 5 4 0 0 シンクブロック）に書き込む。その動作は、記録速度が異なる点を除き、図 1 9 の記録回路 1 7 1 の動作と同様である（図 2 4 参照）。

すなわち、図 2 4 において、記録回路 1 1 へは、 5 マクロブロック（ 1 マクロブロック = 8 ブロック）を単位として、可変長符号化回路（ D V ) 5 0 が出力する可変長符号 ( 8 ブロック分）と、 D C T モード決定回路 2 6 が出力する D C Tモード情報と、符号量制御回路 2 7 が出力する量子化情報とが与えられる。

記録回路 1 1 は、これら可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報を、磁気テープに、 5 シンクブロックにつき 5 マクロブロックを格納するようにして記録する（詳細は従来の技術の項目を参照）。

再び図 8 において、次に、再生回路 1 3 は、磁気テープに記録されたディジタルビデオ信号を再生する。再生回路 1 3 の出力信号（可変長符号、 D C T モード情報おょぴ量子化情報）は、変換回路 1 4 および復号回路 7 0 へと入力される。

変換回路 1 4 では、 D V ストリームを M P E G ストリームに変換する処理が行われ（第 2 の実施形態を参照）、一方、復号回路 7 0 では、先に圧縮回路 1 0 で行われたのとは逆の処理が行われる。こうして、ディジタルビデオ信号記録再生装置からは、ディジタルビデオ信号と M P E G ストリームとが出力される。

なお、以上の説明では、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、図 1 4 に示すようにしてマクロブロックを構成したが、ディジタルビデオ信号（新 H D フォーマツト）力ゝら、その有効ライン数を拡大することなく（すなわちダミーブロックを付カ卩することなく）、 1 フレーム当たり 5 4 0 0 マクロブロックを構成できれば、どのように構成してもよい。

ところで、前述のように、圧縮回路 1 0 では、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、ディジタルビデオ信号（新 H D フォーマット）か、 1 フレームにっき 5 4 0 0 個のマクロブロックを構成する。そのため、記録回路 1 1 は、圧縮回路 1 0 の出力信号を磁気テープに記録する際、 1 フレーム分の信号（ 5 4 0 0 マクロブロック）を、磁気テープ上の 4 0 トラック（ = 5 4 0 0 シンクブロック ) に書き込む処理を行う。

このような処理を行う記録回路 1 1 は、例えば、従来の D V — V C R < S D > に設けられる記録回路を 4 個用いて実現できる。

すなわち、従来の D V — V C R < S D > では、マクロブロック構成回路は、ディジタルビデオ信号（ S D フォーマット）力ら、 1 フレームにっき 1 3 5 0 個のマクロブロックを構成し、そのため、記録回路は、 1 フレーム分の信号 ( 1 3 5 0 マクロブロック）を、 1 0 トラック（ = 1 3 5 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う。

よって、図 1 5 に示すように、記録回路 1 3 1 を 4 個並列的に用いることによって、 1 フレーム分の信号（ 1 3 5 0 * 4 = 5 4 0 0 マクロブロック）を、磁気テープ上の 1 0 * 4 = 4 0 トラック（ 1 3 5 0 * 4 = 5 4 0 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う記録回路 1 1 が実現されるすなわち、図 1 5 は、図 8 の記録回路 1 1 の構成の一例を示すブロック図である。

図 1 5 におレヽて、記録回路 1 1 は、分配回路 1 3 0 と、 4 つの記録回路 1 3 1 とを含む。 4 つの記録回路 1 3 1 は、従来の技術の項目で説明した D V — V C R < S D > 〖こ設けられる記録回路と同様の回路である。

分配回路 1 3 0 へは、圧縮回路 1 0 の出力信号（可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報）が与えられる。分配回路 1 3 0 は、与えられた信号を、 4 つの記録回路 1 3 1 へ均等に分配出力する。応じて、各記録回路 1 3 1 は、 1 フレーム分の信号（ 1 3 5 0 マクロブロック）を 1 0 トラック（ = 1 3 5 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う。

なお、この場合、再生回路 1 3 も、従来の D V — V C R ( S D ) に設けられる再生回路を 4 個用いて実現できるのはいうまでもない。図 1 6 に、図 8 の再生回路 1 3 の構成の一例を示す。

図 1 6 において、再生回路 1 3 は、 4 つの再生回路 1 4 1 と、多重回路 1 4 0 とを含む。 4 つの再生回路 1 4 1 は、 D V — V C R 〈 S D〉に設けられる再生回路と同様の回路である。多重回路 1 4 0 へは、 4 つの再生回路 1 4 1 の出力信号が与えられる。多重回路 1 4 0 は、与えられた信号を多重する。多重回路 1 4 0 の出力信号は、変換回路 1 4 および復号回路 7 0 へと与えられる。

あるいは、上記のような処理を行う記録回路 1 1 は、従来の D V — V C R < H D ) に設けられる記録回路を 2 個用いても実現できる。

すなわち、従来の D V — V C R < H D > では、マクロブロック構成回路は、ディジタルビデオ信号（ H D フォーマット）力ら、 1 フレームにっき 2 7 0 0 個のマクロブロックを構成し、そのため、記録回路は、 1 フレーム分の信号 ( 2 7 0 0 マクロブロック）を、 2 0 トラック（ = 2 7 0 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う。

よって、図 1 7 に示すように、記録回路 1 5 1 を 2 個並列的に用レヽることによって、 1 フレーム分の信号（ 2 7 0 0 * 2 = 5 4 0 0 マクロブロック）を、磁気テープ上の 2 0 * 2 = 4 0 トラック（ 2 7 0 0 * 2 = 5 4 0 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う記録回路 1 1 が実現されるすなわち、図 1 7 は、図 8 の記録回路 1 1 の構成の別の —例を示すプロック図である。

図 1 7 におレヽて、記録回路 1 1 は、分配回路 1 5 0 と、 2 つの記録回路 1 5 1 とを含む。 2 つの記録回路 1 5 1 は、従来の技術の項目で説明した D V — V C R < H D > に設けられる記録回路 1 7 1 と同様の回路である。分配回路 1 5 0 へは、圧縮回路 1 0 の出力信号（可変長符号、 D C Tモード情報および量子化情報）が与えられる。分配回路 1 5 0 は、与えられた信号を、 2 つの記録回路 1 5 1 へ均等に分配出力する。応じて、各記録回路 1 5 1 は、 1 フレーム分の信号（ 2 7 0 0 マクロブロック）を 2 0 トラック（ = 2 7 0 0 シンクブロック）に書き込む処理を行う。

なお、この場合、再生回路 1 3 も、従来の D V — V C R < H D > に設けられる再生回路を 2 個用いて実現できるのはいうまでもない。図 1 8 に、図 8 の再生回路 1 3 の構成の一例を示す。

図 1 8 におレ、て、再生回路 1 3 は、 2 つの再生回路 1 6 1 と、多重回路 1 6 0 とを含む。 2 つの再生回路 1 6 1 は、 D V - V C R く H D〉に設けられる再生回路 1 7 3 と同様の回路である。多重回路 1 6 0 へは、 2 つの再生回路 1 6 1 の出力信号が与えられる。多重回路 1 6 0 は、与えられた信号を多重する。多重回路 1 6 0 の出力信号は、変換回路 1 4 および復号回路 7 0 へと与えられる。

以上のように、本実施形態によれば、ディジタルビデオ信号の画像フォーマットを、ハイビジョン放送用〈スタジォ規格〉力ゝら新 H D フォーマツトに変換したので、記録回路 1 1 および再生回路 1 3 として、 D V用の記録回路および再生回路を用いることができるようになる。その結果、既存の D V 用回路の流用が可能となり、ディジタルビデオ信号記録再生装置の開発コストが安くて済む。

なお、本実施形態では、ハイビジョン放送用ディジタルビデオ信号〈スタジオ規格〉を記録したが、それ以外のフォーマツトを持つ他のディジタルビデオ信号を記録してもよレ、。その場合、フィルタ回路 1 0 0 および 1 1 0 に代えて適当なフィルタ回路を用い、上記他のディジタルビデオ信号のフォーマツトを新 H D フォーマツトに変換する。

(他の実施形態）

他の実施形態は、伝送媒体の帯域を無駄に消費することなく、しかも、簡単な構成でかつ著しい画質劣化を伴うことなく、受信側におレヽて M P E G ストリームを取り出せるようなディジタルビデオ信号伝送装置である。このような装置は、上記第 1 〜第 5 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置において、記録回路をバケツト化回路に、記録媒体を伝送媒体に、再生回路をストリーム化回路に、それぞれ置き換えることによって実現できる。伝送媒体としては、例えば、 A T Mネットワーク、 S D I ネットワーク、イーサネット等がある。

一例を挙げれば、第 1 の実施形態に係るディジタルビデォ信号記録再生装置（図 1 参照）において、記録回路 1 1 をパケット化回路に、記録媒体 1 2 を伝送媒体に、再生回路 1 3 をストリームィヒ回路に置き換える。このような構成を有するディジタルビデオ信号伝送装置では、パケット化回路は、圧縮回路 1 0 の .出力信号を固定長バケツト化する。固定長パケットは、圧縮回路 1 0 およびパケット化回路の設けられた送信側力ゝら、ストリーム化回路および変換回路 1 4 の設けられた受信側へと、伝送媒体を通じて伝送される。ストリーム化回路は、伝送媒体を通じて伝送された固定長バケツトをストリーム化する。

このとき、伝送媒体を通じた伝送は、 1 フレーム分の信号を所定数の固定長バケツト、例えば 8 1 0 0 個の固定長バケツトに格納して行われることが規格により決められている。上記の規格に合うように、圧縮回路 1 0 では、マクロブロック構成回路（準 M P E G ) 2 0 は、 M P E G と異なりダミーブロックを付加することなく、 1 フレーム当たり 8 1 0 0 マクロブロックを構成し、符号量制御回路 2 7 は、 5 つのマクロブ口ックカ 5 つの固定長バケツトに過不足なく格納されるように符号量制御を行う。

なお、以上では、 D C T Z逆 D C T , 量子化 Z逆量子化，ジグザグスキャン等については、本発明の特徴と直接には関係がないので、詳細な説明を省略した。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係るディジタルビデオ信号記録再生装置は、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるデイジタルビデオ信号を記録 · 再生する際、記録媒体の容量を無駄に消費することなく、しかも、簡単な構成でかつ著しい画質劣化を伴うことなく、再生側において M P E G ストリームを取り出すこと力 Sできる。

Claims

請求の範囲

1 . その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を記録する装置であって、

前記圧縮手段の出力信号を記録媒体に記録する記録手段を備え、

前記圧縮手段は、

前記ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追力 (1 してライン数が 1 6 のマクロブロックとライン数力 8 のマクロブロックとを構成するマクロブロック構成手段、および

前記ライン数が 1 6 のマクロブロックに対し M P E G 規格に規定されたフィールド D C T (離散コサイン変換；以下同様）またはフレーム D C T を施し、前記ライン数が 8 のマクロブロックに対しては M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行う D C T 手段を含む、ディジタルビデオ信号記録装置。

2 . その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を記録して再生する装置であってディジタルビデオ信号を、 M P E G規格とは一部が異なる規格に従って圧縮する圧縮手段、

前記圧縮手段の出力信号を記録媒体に記録する記録手段前記記録媒体に記録された信号を再生する再生手段、および

前記再生手段の出力信号を M P E G ストリームに変換する変換手段を備え、

前記圧縮手段は、

前記ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追力 D してライン数が 1 6 のマクロブ口ックとライン数力 S 8 のマクロブ口ックとを構成するマクロブロック構成手段、および

前記ライン数が 1 6 のマクロブロックに対し M P E G 規格に規定されたフィールド D C T (離散コサイン変換；以下同様）またはフレーム D C T を施し、前記ライン数が 8 のマクロブ口ックに対しては M P E G規格に規定されたフレーム D C T のみを行う D C T手段を含み、

前記変換手段は、前記マクロブロック構成手段が構成したマクロブロックを M P E G規格に規定された有効ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成するマクロブロック再構成手段を含む、デイジタルビデオ信号記録再生装置。

3 . 前記有効ライン数拡大処理は、マクロブロックを構成する際、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるディジタルビデオ信号に、その有効ライン数が 1 6 の倍数となるようにダミーブロックを付加する処理であり、

前記マクロブロック再構成手段は、前記マクロブロック構成手段が構成したマクロブ口ックに 8 ラインのダミーブ口ックを付加することによって、前記ライン数拡大処理を実行して得られるものと同等のマクロプロックを再構成することを特徴とする、請求項 2 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

4 . 前記圧縮手段は、

前記 D C T 手段の出力信号を M P E G 規格とは一部が異なる規格に従って量子化および可変長符号化する符号化手段、および

前記マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N 個（ N は任意の自然数；以卞同様）の当該マクロブ口ックが N 個の前記固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

前記記録手段は、前記圧縮手段の出力信号を、記録媒体上に、 1 フレーム分の当該出力信号が当該記録媒体上の所定数の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録することを特徴とする、請求項 2 記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

5 . 前記圧縮手段は、

前記 D C T 手段の出力信号を M P E G 規格に従って量子化する量子化手段、

前記量子化手段の出力信号を M P E G 規格に従って可変長符号化する可変長符号化手段、および前記マク口プロック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブ口ックが N個の前記固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

前記変換手段は、前記可変長符号化手段の出力信号を M P E G 規格に従って可変長復号化し、それにより得られる信号を前記マクロブ口ック再構成手段へ向けて出力する可変長復号化手段をさらに含み、

前記符号量制御手段は、前記量子化情報を、前記 D C T 手段の出力信号に基づいて生成して、前記量子化手段に与えることを特徴とする、請求項 2 に記載のディジタルビデォ信号記録再生装置。

6 . 前記圧縮手段は、

前記量子化手段の出力信号を D V 規格に従って可変長符号化する D V 可変長符号化手段、および

前記マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N 個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブロックが N個の前記固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

前記変換手段は、

前記 D V 可変長符号化手段の出力信号を D V 規格に従つて可変長復号化し、それにより得られる信号を前記マクロブ口ック再構成手段へ向けて出力する D V 可変長複号化手段、および

前記マクロブ口ック再構成手段の出力信号を M P E G 規格に従つて可変長符号化する M P E G 可変長符号化手段をさらに含み、

7 . 前記圧縮手段は、前記ディジタルビデオ信号を、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 2 8 0 画素，色差 6 4 0 画素となるようにフォーマツト変換するためのフィルタ手段をさらに含み前記マクロブ口ック構成手段は、フォーマツト変換後の前記ディジタルビデオ信号から、前記有効ライン数拡大処理を行うことなく、 1 フレーム当たり 5 4 0 0 個のマクロブロックを構成し、

前記記録手段は、前記圧縮手段の出力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該出力信号が当該記録媒体上の 5 4 0 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録することを特徴とする、請求項 6 に記載のディジタルビデォ信号記録再生装置。

8 . 前記記録手段は、

入力信号を、前記記録媒体に、 1 フレーム分の当該入力信号が当該記録媒体上の 1 3 5 0 個の固定長シンクプロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 4 つの D V記録回路、および

前記圧縮手段の出力信号を、前記 4 つの D V記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含む、請求項 7 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

9 . 前記記録手段は、

入力信号を、前記記録媒体に、 1 フレーム分の当該入力信号が当該記録媒体上の 2 7 0 0 個の固定長シンクプロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 2 つの D V 記録回路、および

前記圧縮手段の出力信号を、前記 2 つの D V記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含む、請求項 7 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 0 . 前記ディジタルビデオ信号のフォーマットは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素であることを特徴とする、請求項 7 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 1 . 前記再生手段の出力信号を復号する復号手段をさらに備え、前記復号手段は、前記マクロブロック構成手段が構成したマクロブ口ックから、前記ディジタルビデオ信号と同等の信号を逆構成する逆マクロブロック構成手段を含む、請求項 2 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 2 . 前記有効ライン数拡大処理は、マクロブロックを構成する際、その有効ライン数が 1 6 の倍数とは異なるデイジタルビデオ信号に、その有効ライン数が 1 6 の倍数となるようにダミーラインを付加する処理であり、

前記マクロブ口ック再構成手段は、前記マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックに 8 ラインのダミーブロックを付カ卩することによって、前記ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブロックを再構成し、前記逆マクロブ口ック構成手段は、前記マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックから最大 7 ラインのダミーラインを除去することによって、前記ディジタルビデォ信号と同等の信号を逆構成することを特徴とする、請求項 1 1 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 3 . 前記圧縮手段は、

前記 D C T 手段の出力信号を M P E G 規格に従って量子化する量子化手段、および

前記量子化手段の出力信号を M P E G 規格に従って可変長符号化する可変長符号化手段、および

前記マクロブ口ック構成手段が構成したマクロブ口ックの符号量を、 N個（ N は任意の自然数；以下同様）の当該マクロブ口ックが N個の前記固定長シンクブロックに過不足なく格納されるように制御するための量子化情報を生成する符号量制御手段をさらに含み、

前記変換手段は、

前記再生手段の出力信号を M P E G規格に従って可変長復号ィ匕し、それにより得られる信号を前記マクロブ口ック再構成手段と前記復号手段とへ向けて出力する可変長復号化手段をさらに含み、

前記復号手段は、

前記可変長復号手段の出力信号を M P E G規格に従つて逆量子化する逆量子化手段、

前記逆量子化手段の出力信号を M P E G規格に従って逆 D C T し、それにより得られる信号を前記逆マクロプロック構成手段へ向けて出力する逆 D C T手段をさらに含み前記符号量制御手段は、前記量子化情報を、前記 D C T 手段の出力信号に基づいて生成して、前記量子化手段に与えることを特徴とする、請求項 1 1 に記載のディジタルビデォ信号記録再生装置。

1 4 . 前記圧縮手段は、

前記 D C T 手段の出力信号を M P E G規格に従って量子化する量子化手段、および

前記量子化手段の出力信号を D V規格に従って可変長符号化する D V可変長符号化手段、および

前記変換手段は、

前記再生手段の出力信号を D V規格に従って可変長復号化し、それにより得られる信号を前記マクロブ口ック再構成手段と前記復号手段とへ向けて出力する D V可変長復号化手段、および

前記 D V可変長復号手段の出力信号を M P E G規格に従って可変長符号化する M P E G 可変長符号化手段をさらに含み、

前記復号手段は、

前記 D V 可変長復号化手段の出力信号を M P E G規格に従って逆量子化する逆量子化手段、

1 5 . 前記圧縮手段は、前記ディジタルビデオ信号を、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 2 8 0 画素，色差 6 4 0 画素となるようにフォーマツト変換するための第 1 のフイノレタ手段をさらに含み、

前記マクロブロック構成手段は、フォーマット変換後の前記ディジタルビデオ信号から、前記有効ライン数拡大処理を行うことなく、 1 フレーム当たり 5 4 0 0 個のマクロブロックを構成し、

前記記録手段は、前記圧縮手段の出力信号を、記録媒体に、 1 フレーム分の当該信号が当該記録媒体上の 5 4 0 0 個の固定長シンクブロックに格納されるようにして記録し前記復号手段は、前記逆マクロブ口ック構成手段の出力信号を、前記ディジタノレビデオ信号のそれと同等のフォーマツトとなるようにフォーマツト変換するための第 2 のフィルタ手段をさらに含む、請求項 1 4 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 6 . 前記記録手段は、

前記圧縮手段の出力信号を、前記 4 つの D V 記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含む、請求項 1 5 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 7 . 前記記録手段は、

入力信号を、前記記録媒体に、 1 フレーム分の当該入力信号が当該記録媒体上の 2 7 0 0 個の固定長シンクプロックに格納されるようにして記録する、互いに並列的に設けられた 2 つの D V記録回路、および

前記圧縮手段の出力信号を、前記 2 つの D V 記録回路へと均等に分配出力する分配手段を含む、請求項 1 5 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 8 . 前記ディジタノレビデオ信号のフォーマットは、有効ライン数が輝度，色差共に 1 0 8 0 ライン、水平有効サンプル数が輝度 1 9 2 0 画素，色差 9 6 0 画素であることを特徴とする、請求項 1 5 に記載のディジタルビデオ信号記録再生装置。

1 9 . その有効ライン数の 1 6 の剰余が 1 以上 8 以下であるディジタルビデオ信号を伝送する装置であって、

ディ.ジタルビデオ信号を、 M P E G とは一部が異なる規格に従って圧縮する圧縮手段、

前記圧縮手段の出力信号を、伝送媒体を通じて、 1 フレーム分の当該出力信号が当該伝送媒体上の所定数の固定長バケツトに格納されるようにして伝送する伝送手段、および

前記伝送媒体を通じて伝送された信号を M P E G ストリームに変換する変換手段を備え、

前記圧縮手段は、前記ディジタルビデオ信号の有効ラインに最大 7 ラインのダミーラインを追加してライン数が 1 6 のマクロブロックとライン数力 S 8 のマクロブロックとを構成するマクロブロック構成手段、および

前記変換手段は、前記マクロブロック構成手段が構成したマクロブロックを、前記ライン数拡大処理を行って得られるものと同等のマクロブ口ックに再構成するマクロブ口ック再構成手段を含む、ディジタルビデオ信号伝送装置。