JPH06245201A - 高能率符号化復号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データの伝送効率を向上させると共に、データ
のフォーマット変換を容易にし、更に、不連続にデータ
が再生された場合でも復号を可能にする。 【構成】大ブロックは４つの小ブロック50と大ブロック
スタートコード110 及び大ブロックヘッダー52とによっ
て構成する。小ブロック50は可変長データ57、小ブロッ
クヘッダー103 及びイントラデータ長56を有し、分岐１
ではこれらのデータを伝送し、分岐２ではＭＢ ＥＳＣ
ＡＰＥ102 を伝送し、分岐３ではＭＢＳＴＵＦＦ59を伝
送し、分岐４ではＳＫＩＰ101 を伝送する。この分岐に
よって、データが不連続に再生される場合でも、データ
の復号が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン放送及び
記録媒体に対する記録及び再生に好適の高能率符号化復
号化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像データを圧縮するための高能
率符号化については、各種標準化案が提案されている。
高能率符号化技術は、ディジタル伝送及び記録等の効率
を向上させるために、より小さいビットレイトで画像デ
ータを符号化するものである。例えば、ＣＣＩＴＴ（In
ternational Telegraph and Telephone Consultative C
ommittee）は、テレビ会議／テレビ電話用の標準化勧告
案Ｈ．２６１を提案している。この勧告案ではフレーム
内圧縮（Intra-frame ）されたフレームＩとフレーム間
圧縮（Inter-frame 又は Predictive frame ）されたフ
レームＰとを用いた符号化を行っている。

【０００３】図１５はこの勧告案の圧縮法を説明するた
めの説明図である。

【０００４】フレームＩはＤＣＴ（離散コサイン変換）
処理によって１フレームの画像データを符号化したもの
である。フレームＰはフレームＩ又は他のフレームＰを
用いた予測符号化によって画像データを符号化したもの
である。更に、これらの符号化データを可変長符号化す
ることによって、一層のビットレートの低減を図ってい
る。フレームＩはフレーム内の情報のみによって符号化
されているので、単独の符号化データのみによって復号
可能である。一方、フレームＰは他の画像データとの相
関を利用して符号化を行っており、単独の符号化データ
のみによっては復号することができない。

【０００５】図１６はこのような予測符号化を採用した
記録再生装置の記録側を示すブロック図である。

【０００６】輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂを多重
処理回路11に与えて、８画素×８水平走査線のブロック
単位で多重する。色差信号Ｃｒ、Ｃｂについては水平方
向のサンプリングレートが輝度信号Ｙの１／２である。
従って、８×８の輝度ブロックが２個サンプリングされ
る期間に、色差信号Ｃｒ，Ｃｂは８×８の１個のブロッ
クがサンプリングされる。多重処理回路11は、図１７に
示すように、２個の輝度ブロックＹ及び各１個の色差ブ
ロックＣｒ，Ｃｂの４個のブロックによってマクロブロ
ック（ＭＢ）を構成する。なお、２個の輝度ブロックＹ
と各１個の色差ブロックＣr ，Ｃb とは画面の同一位置
を表わしている。また、複数のマクロブロックによって
ＧＯＢ（group of block）を構成して、複数のＧＯＢに
よって１フレームを構成する。多重処理回路11の出力は
引算器12を介してＤＣＴ回路13に与える。

【０００７】フレーム内圧縮を行う場合には、後述する
ように、スイッチ14はオフであり、多重処理回路11の出
力はそのままＤＣＴ回路13に入力される。ＤＣＴ回路13
には１ブロックが８×８画素で構成された信号が入力さ
れ、ＤＣＴ回路13は８×８の２次元ＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）処理によって入力信号を周波数成分に変換す
る。これにより、空間的な相関成分を削減可能となる。
すなわち、ＤＣＴ回路13の出力は量子化回路15に与え、
量子化回路15はＤＣＴ出力を所定の量子化係数で再量子
化することによって、１ブロックの信号の冗長度を低減
する。なお、ブロック単位で動作する多重化処理回路1
1、ＤＣＴ回路13及び量子化回路15等にはブロックパル
スを供給している。

【０００８】量子化回路15からの量子化データは可変長
符号化回路16に与え、量子化出力の統計的符号量から算
出した結果に基づいて、例えばハフマン符号化する。こ
れにより、出現確率が高いデータは短いビットが割当ら
れ、出現確率が低いデータは長いビットが割当られて、
伝送量が一層削減される。可変長符号化回路16の出力は
誤り訂正エンコーダ17に与え、誤り訂正エンコーダ17
は、エラー訂正用のパリティを付加して多重化回路19に
出力する。

【０００９】可変長符号化回路16の出力は符号化制御回
路18にも与えている。出力データのデータ量は、入力画
像に依存して大きく変化する。そこで、符号化制御回路
18は、可変長符号化回路16からの出力データ量を監視
し、量子化回路15の量子化係数を制御して出力データ量
を調整している。また、符号化制御回路18は可変長符号
化回路16を制御して出力データ量を制限することもあ
る。

【００１０】一方、同期・ＩＤ作成回路20はフレーム同
期（シンク）信号とデータの内容及び付加情報を示すＩ
Ｄ信号とを作成して多重化回路19に出力する。多重化回
路19は、シンク信号、ＩＤ信号、圧縮信号データ及びパ
リティで１シンクブロックのデータを構成して図示しな
い記録符号化回路に出力する。記録符号化回路は、多重
化回路19の出力を記録媒体の特性に応じて記録符号化し
た後、図示しない記録アンプを介して記録媒体（図示せ
ず）に記録させる。

【００１１】一方、スイッチ14がオンである場合には、
多重処理回路11からの現フレームの信号は、引算器12に
おいて後述する動き補償された前フレームのデータから
引算して、ＤＣＴ回路13に与える。すなわち、この場合
には、フレーム間の画像の冗長性を利用して差分データ
を符号化するフレーム間符号化が行われる。フレーム間
符号化において、単に前フレームと現フレームとの差分
を求めると、画像に動きがある場合には差分が大きなも
のとなる。そこで、現フレームの所定位置に対応する前
フレームの位置を求めて動きベクトルを検出し、この動
きベクトルに応じた画素位置において差分を求めること
によって動き補償を行って差分値を小さくするようにし
ている。

【００１２】すなわち、量子化回路15の出力は逆量子化
回路21にも与えている。量子化出力は逆量子化回路15に
おいて逆量子化し、更に逆ＤＣＴ回路22において逆ＤＣ
Ｔ処理して元の映像信号に戻す。なお、ＤＣＴ処理、再
量子化、逆量子化及び逆ＤＣＴ処理では、完全に元の情
報を再生することはできず、一部の情報は欠落してしま
う。この場合には、引算器12の出力が差分情報であるの
で、逆ＤＣＴ回路22の出力も差分情報である。逆ＤＣＴ
回路22の出力は加算器23に与える。加算器23の出力は約
１フレーム期間信号を遅延させる可変遅延回路24及び動
き補正回路25を介して帰還しており、加算器23は前フレ
ームのデータに差分データを加算して現フレームのデー
タを再生し可変遅延回路24に出力する。

【００１３】可変遅延回路24からの前フレームのデータ
と多重処理回路11からの現フレームのデータとは動き検
出回路26に与えて動きベクトルを検出する。動き検出回
路26は例えばマッチング計算による全探索型動き検出に
よって動きベクトルを求める。全探索型動き検出におい
ては、現フレームを所定のブロックに分割し、各ブロッ
クで例えば水平１５画素×垂直８画素の探索範囲を設定
する。各ブロック毎に前フレームの対応する探索範囲に
おいてマッチング計算を行いパターン間の近似を計算す
る。そして、探索範囲の中で最小歪を与える前フレーム
のブロックを算出し、現フレームのブロックとによって
得られるベクトルを動きベクトルとして検出する。動き
検出回路26は求めた動きベクトルを動き補正回路25に出
力する。

【００１４】動き補正回路25は、可変遅延回路24から対
応するブロックのデータを抽出して動きベクトルに応じ
て補正を行い、スイッチ14を介して引算器12に出力する
と共に、時間調整の後加算器23に出力する。こうして、
動き補償された前フレームのデータが動き補正回路25か
らスイッチ14を介して引算器12に供給されることにな
り、スイッチ14のオン時はフレーム間圧縮モードとな
り、スイッチ14オフ時はフレーム内圧縮モードとなる。

【００１５】スイッチ14のオン，オフは動き判定信号に
基づいて行われる。すなわち、動き検出回路26は、動き
ベクトルの大きさが所定の閾値を越えているか否かによ
って動き判定信号を作成して論理回路27に出力する。論
理回路27は動き判定信号及びリフレッシュ周期信号を用
いた論理判断によってスイッチ14をオン，オフ制御す
る。リフレッシュ周期信号は、図１５のフレーム内圧縮
フレームＩを示す信号である。論理回路27は、リフレッ
シュ周期信号によってフレームＩが入力されたことが示
された場合には、動き判定信号に拘らず、スイッチ14を
オフにする。また、論理回路27は、動き判定信号によっ
て、動きが比較的早くマッチング計算による最小歪が閾
値を越えたことが示されると、フレームＰが入力された
場合でも、スイッチ14をオフにしてブロック単位でフレ
ーム内圧縮符号化させる。下記表１に論理回路27による
スイッチ14のオン，オフ制御を示す。

【００１６】

【表１】 図１８は多重化回路19から出力される記録信号のデータ
ストリームを示す説明図である。

【００１７】図１８に示すように、入力画像信号の第１
及び第６フレームは夫々フレーム内圧縮フレームＩ1 ，
Ｉ6 に変換し、第２乃至第５フレームはフレーム間圧縮
フレームＰ1 乃至Ｐ5 に変換する。フレームＩとフレー
ムＰのデータ量の比は（３乃至１０）：１である。フレ
ームＩのデータ量は比較的多いが、フレームＰのデータ
量は極めて低減される。なお、フレーム間圧縮処理され
たデータは、他のフレームデータが復号されなければ復
号することはできない。

【００１８】図１９は記録再生装置の復号側（再生側）
を示すブロック図である。

【００１９】記録媒体に記録された圧縮符号データは図
示しない再生ヘッドによって再生してエラー訂正デコー
ダ31に与える。エラー訂正デコーダ31は伝送及び記録時
に生じたエラーを訂正する。エラー訂正デコーダ31から
の再生データは符号バッファメモリ回路32を介して可変
長データ復号回路33に与えて、固定長データに復号す
る。なお、符号バッファメモリ回路32は省略することも
ある。

【００２０】可変長復号回路33の出力は、逆量子化回路
34において逆量子化し、逆ＤＣＴ回路35において逆ＤＣ
Ｔ処理して元の映像信号に復号してスイッチ36の端子ａ
に与える。一方、可変長復号回路33の出力はヘッダ信号
抽出回路37にも与えている。ヘッダ信号抽出回路37は入
力されたデータがフレーム内圧縮データであるかフレー
ム間圧縮データであるかを示すヘッダを検索してスイッ
チ36に出力する。スイッチ36はフレーム内圧縮データを
示すヘッダが与えられた場合には、端子ａを選択して逆
ＤＣＴ回路35からの復号データを出力する。

【００２１】フレーム間圧縮データは逆ＤＣＴ回路35の
出力と予測復号回路39からの前フレームの出力とを加算
器38によって加算することによって得られる。すなわ
ち、可変長復号回路33の出力は動きベクトル抽出回路40
に与えて動きベクトルを求める。この動きベクトルは予
測復号回路39に与える。一方、スイッチ36からの復号出
力はフレームメモリ41によって１フレーム期間遅延され
る。予測復号回路39はフレームメモリ41からの前フレー
ムの復号データを動きベクトルによって動き補償して加
算器38に出力する。加算器38は予測復号回路39の出力と
逆ＤＣＴ回路35の出力とを加算することにより、フレー
ム間圧縮されたデータを復号してスイッチ36の端子ｂに
出力する。フレーム間圧縮データが入力されると、スイ
ッチ36はヘッダによって端子ｂを選択し、加算器38から
の復号データを出力させる。このように、フレーム内圧
縮及びフレーム間圧縮の両モードで圧縮及び伸張動作が
遅滞なく行なわれる。

【００２２】ところで、このような高能率符号化された
ディジタル画像データの磁気記録再生装置（ＶＣＲ）へ
の記録については各種方式が検討されている。図２０は
このＶＣＲによって記録媒体上に作成された記録トラッ
クを説明するための説明図である。

【００２３】図２０において、Ａ1 ，Ａ2 ，…はプラス
アジマスヘッドによる記録トラックを示し、Ｂ1 ，Ｂ2
，…はマイナスアジマスヘッドによる記録トラックを
示している。この場合、通常再生時には特には問題は生
じない。しかし、例えば、３倍速再生を行うと、各ヘッ
ドによるトレースは図の矢印に示すものとなり、ヘッド
と記録トラックのアジマスが一致する図の斜線部のみし
か再生されない。この場合でも、画面上の位置と記録媒
体上の記録位置とが対応するアナログ記録では１画面を
再現することが可能である。しかし、フレーム内圧縮フ
レームＩとフレーム間圧縮フレームＰとは符号量が相違
し、図１８に示すデータストリームを記録媒体に記録し
た場合には、３倍速再生時の再生データによって、１フ
レームを再現することができるとは限らない。更に、フ
レーム間圧縮フレームＰは単独のフレームでは復号する
ことができないので、３倍速再生のように、復号されな
いフレームが発生する場合には再生不能となってしま
う。しかも、この場合にはデータが不連続に再生されて
しまうので、テレビ電話等のように、入力データ列を連
続して復号するシステムにおいては、途切れた以後のデ
ータを活用することができない。

【００２４】そこで、各データと画面上の位置とを対応
させるために、ブロックアドレス情報を付加することが
考えられる。しかし、画像データ以外の不要なデータが
付加されることになり、データの利用効率が低下してし
まう。また、受信側で画面の位置に対応させてアドレス
情報を付加して記録媒体に記録すること、あるいは、記
憶に適合したフォーマット変換を行って例えばイントラ
フレームデータを再配置することも考えられる。しか
し、これらのフォーマット変換を行うために必要なデー
タは伝送されていない。更に、不連続な再生データを用
いた有効なデコードが行われない。

【００２５】これらの問題を解決するものとして、本件
出願は先に出願した特願平４−１９１０４５号明細書に
おいて、「高能率符号化復号化システム」を提案してい
る。

【００２６】この提案では、１ブロックを８×８画素で
構成し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとを４：１：
１のサンプリング周波数でサンプリングするものとし
て、４個の輝度ブロックＹと各１個ずつの色差ブロック
Ｃｒ，Ｃｂとで小ブロックを構成する。また、４個の小
ブロックの集合によって１マクロブロックを構成する。
そして、マクロブロックの先頭にマクロブロックデータ
長を配列すると共に、第１の系として各ブロックＹ，Ｃ
ｒ，Ｃｂの可変長データと小ブロックデータ長とを有
し、第２の系としてレート制御用の調整ビットデータを
有し、第３の系として修整指示信号を有して、量子化係
数で第１乃至第３の系の分岐を制御するようになってい
る。

【００２７】これらの３つの系を適宜選択することによ
り、受信側のフォーマット変換を容易にすると共に、不
連続なデータを有効に用いたデコードを可能にし、更
に、データの利用効率を低下させることなくエラーの伝
播を抑制している。

【００２８】なお、本件出願人は先に出願した特願平３
−３３０６５０号明細書において、受信した放送信号を
復号することなくフォーマット変換して、ＶＴＲに記録
するようにした「可変長符号の記録再生装置」も提案し
ている。更に、本件出願人は特願平４−０６７６１０号
明細書において、ＶＣＲの特殊再生を考慮してデータ長
の調整を行い、スキップコードを付加する「伝送装置」
も提案している。

【００２９】ところで、動画像に対する蓄積メディア用
の圧縮法としてはＭＰＥＧ（MovingPicture Experts Gr
oup）１が提案されている。ＭＰＥＧは準動画用であ
り、伝送レートは１．２ＭｂｐｓであってＣＤ−ＲＯＭ
等に採用される。図２１はこのＭＰＥＧにおけるデータ
構造を示す説明図である。

【００３０】この図２１に示すように、ＭＰＥＧ方式の
データ構造は階層的であり、マクロブロック層を除き各
層にはスタートコードを付加している。最下層のブロッ
ク層は水平８画素×垂直８画素で構成する。輝度成分と
色差成分とのサンプリング周期が異なるので、輝度成分
と色差成分とでは１画素（１ブロック）の大きさが異な
る。輝度成分と色差成分のサンプリング比を４：１とす
ると、輝度４ブロックと各色差１ブロックが対応する。
この理由から、輝度成分の水平及び垂直方向に２ブロッ
クずつの４ブロックＹ0 乃至Ｙ3 と色差信号の２ブロッ
クＣｒ，Ｃｂとにヘッダーを付加してマクロブロック層
（上述した「高能率符号化復号化システム」の小ブロッ
クに対応）を構成する。

【００３１】このマクロブロック単位で予測符号化して
１つ又は複数のマクロブロックで構成されるスライス層
（上述した「高能率符号化復号化システム」のマクロブ
ロックに対応）を形成し、Ｎ個のスライス層から１フレ
ームのピクチャー層を形成する。マクロブロックの予測
符号化としては、両方予測、後方予測、前方予測又は画
内予測を採用する。そして、数フレームのピクチャー層
によってＧＯＰ層を構成する。ＧＯＰ層は、両方予測フ
レーム（Ｂピクチャー）、前方予測フレーム（Ｐピクチ
ャー）及びフレーム内予測フレーム（Ｉピクチャー）で
構成する。例えば、所定のフレームがＩピクチャーであ
る場合には、スライス層では全マクロブロックを画内を
用いて符号化する。また、Ｐピクチャーであるフレーム
では、スライス層において各マクロブロックを前方又は
画内を用いて符号化する。また、Ｂピクチャーでは、各
マクロブロックを画内、前方、後方又は両方を用いて符
号化する。複数のＧＯＰによってビデオシーケンス層を
構成する。なお、ビデオシーケンス層、ＧＯＰ層、ピク
チャー層及びスライス層のヘッダーは各層の開始を示す
スタートコードを有し、マクロブロック層のヘッダーは
マクロブロックアドレスを有する。

【００３２】上述した「高能率符号化復号化システム」
においては、マクロブロックデータ長をデータ列に含む
システムを考えている。しかしながら、ＭＰＥＧ方式で
は、このマクロブロックデータ長に相当するスライス層
のデータ長が存在しない。また、ＭＰＥＧ方式の量子化
係数をそのまま用いても、上述した「高能率符号化復号
化システム」における条件分岐を達成することはできる
が、現在その規定はない。これらの理由から、ＭＰＥＧ
方式への適用を考慮した場合、原理的に同一ではあるが
細部では同一に扱うことが困難であるという問題点があ
った。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の高能率符号化復号化システムにおいては、そのま
までは具体的にＭＰＥＧ方式に適用することは困難であ
るという問題点があった。

【００３４】本発明は、マクロブロックデータ長情報が
存在せず、また、量子化係数による分岐を行わない場合
でも、受信側のフォーマット変換を容易にすると共に、
不連続なデータを有効に用いたデコードを可能にし、更
に、データの利用効率を低下させることなくエラーの伝
播を抑制することができる高能率符号化復号化システム
を提供することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高能率符号
化復号化システムは、入力データの符号化単位であるブ
ロックの少なくとも１つ以上の集まりによって構成する
小ブロックと、少なくとも１つ以上の前記小ブロックに
よって構成し先頭にそのデータ位置を示す特殊コードを
配列する大ブロックとを具備し、前記小ブロックは、第
１の系として入力データを符号化単位であるブロック毎
に可変長符号化することによって得られるデータの少な
くとも１つ以上の集まりによって構成する可変長データ
と、この可変長データのヘッダ情報と、フレーム内符号
化の場合にそのデータ長を示す小ブロックデータ長とを
有し、第２の系として調整ビットデータを有し、第３の
系として修整指示信号を有して、前記第１乃至第３の系
のいずれであるかを示すデータを含ませて伝送すること
を特徴とするものであり、また、入力データを符号化単
位であるブロック毎に可変長符号化して出力する符号化
手段と、この符号化手段の出力からデータ長を計測して
出力するデータ長計測手段と、前記符号化手段の出力に
対するヘッダ情報を作成して出力するヘッダ情報作成手
段と、少なくとも１つ以上の前記ブロックによって小ブ
ロックを構成して、前記符号化手段の出力、前記データ
長計測手段の出力及び前記ヘッダ情報作成手段の出力を
第１の系としてパケット化し、第２の系として所定の調
整ビットデータを配列し、第３の系として修整指示信号
をパケット化する手段を有し、前記第１乃至第３の系の
少なくとも１つによってパケット化を行う第１のパケッ
ト手段と、少なくとも１つ以上の前記小ブロックによっ
て大ブロックを構成して、前記第１のパケット手段の出
力に前記大ブロックのデータであることを示す特殊コー
ド及び前記ヘッダ情報作成手段の出力をパケット化して
出力する第２のパケット手段とを具備したものであり、
また、記録系において、少なくとも１つ以上の符号化単
位ブロックから成る小ブロックを少なくとも１つ以上配
列して構成しその先頭にそのデータ位置を示す特殊コー
ドを配列した大ブロックを１フレームで１つ以上有する
入力信号が入力され、画面先頭の前記大ブロックを検出
する画面先頭大ブロック検出手段と、前記各大ブロック
の先頭を検出する先頭検出手段と、前記各大ブロック及
び前記各小ブロックの少なくとも一方の画面位置に応じ
たアドレスを求めるアドレス発生手段と、前記入力信号
を、前記アドレス発生手段のアドレス及び前記大ブロッ
ク先頭位置の情報を付加してパケット化するパケット化
手段とを具備し、再生系において、再生信号からフレー
ム内圧縮データのみを抽出する抽出手段と、所定時間単
位で前記フレーム内圧縮データを再合成することが可能
な再合成手段と、この再合成手段の出力に前記フレーム
内圧縮データ以外のタイミングでスキップフラグを付加
する第１の付加手段と、前記再合成手段の出力にデータ
長調整用の調整ビットを付加することが可能な第２の付
加手段とを具備したものである。

【００３６】

【作用】本発明において、小ブロックの第１の系を選択
した場合には、フレーム内圧縮データについては、小ブ
ロックデータ長によって単独で復号可能なデータブロッ
クのサイズを示すことができ、記録媒体への記録に際し
てフォーマット変換が容易となる。第２の系を選択する
と、可変長データに代えて調整ビットが伝送されて時間
調整が行われる。第３の系を選択すると、修整指示信号
が伝送され、不連続にデータが再生された場合でも、デ
ータを修整することができる。

【００３７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る高能率符号化復号化シ
ステムの一実施例を示す説明図である。図１は符号化デ
ータの構成を示している。また、図２及び図３は図１の
符号化データの構成方法を説明するための説明図であ
る。また、図５はＭＰＥＧ１方式のビットストリーム構
造（シンタックス）を示す説明図である。

【００３８】先ず、図５に示すＭＰＥＧ１方式のシンタ
ックス（文献１ 安田浩編著「マルチメディア符号化の
国際標準」（丸善株式会社））について本実施例と関連
する部分のみ説明する。なお、図中の略語は標準案のド
キュメントに用いられたものではなく、文献１特有のも
のである。

【００３９】図５に示すように、ビデオシーケンス層の
先頭には層の開始を示す同期コード（以下、スタートコ
ードという）ＳＳＣ（sequence start code ）を配列す
る。以下、ＨＳ，ＶＳ，ＰＡＲ，…，ＵＤを順次配列
し、次いで１又は複数のＧＯＰ（GOP layer data）を配
列する。最後に、１つ又は複数のシーケンスの終わりを
示す同期コードＳＥＣ（sequence end code ）を配列す
る。

【００４０】ＧＯＰ層は、先頭にＧＯＰの開始を示すス
タートコードＧＳＣ（group startcode）を配列する。
以後、ＴＣ，ＣＧ，…，ＵＤを配列し、最後に１個以上
のＩピクチャーとＩピクチャー以外の０個以上のピクチ
ャーとから成るデータＰＩＣＴ（picture layer data）
を配列する。ピクチャー層は、先頭にピクチャー層の開
始を示すスタートコードＰＳＣ（picture start code）
を配列し、以後、ＴＲ，ＰＣＴ，…ＵＤを配列し、最後
に１以上のスライス層のデータＳＬＩＣＥ（slice laye
r data）を配列する。スライス層は、先頭にスライス層
の開始を示すスタートコードＳＳＣ（slice start cod
e）を配列し、以後、ＱＳ，ＥＢＳ，ＥＩＳを配列し、
最後に１以上のマクロブロック層のデータＭＢ（macrob
lock layerdata）を配列する。

【００４１】マクロブロック層は、符号化画像毎に定め
られた条件によって、ＭＢＡＩ（macroblock adress in
crement ）、ＭＢ ＳＴＵＦＦ（macroblock stuffing
）又はＭＢ ＥＳＣＡＰＥ（macroblock escape ）に
分岐する。ＭＰＥＧ方式では、２枚の画面が静止画であ
る場合のように、フレーム間符号化によって伝送不要な
ＭＢについては、伝送させずにスキップする。ＭＢＡＩ
はこのスキップ数を示している。ＭＢＡＩは、通常、先
行して伝送されたＭＢからの進みを示すが、ＳＬＩＣＥ
の先頭のＭＢＡＩは、画面内の水平方向の位置をマクロ
ブロック数によって示す。これらの２つの情報によっ
て、各ＳＬＩＣＥ層の画面上の水平及び垂直位置を把握
することができる。ＭＢＡＩで表現可能なスキップ数は
３３個までであり、これ以上のスキップ数は３３個のス
キップＭＢに相当するＭＢ ＥＳＣを用いる。ＭＢ Ｓ
ＴＵＦＦはレート制御に用いるダミーコードである。

【００４２】下記表２はスタートコードを示している。
この表２に示すように、各層のスタートコードＳＳＣ，
ＧＳＣ，ＰＳＣ，ＳＳＣはいずれも複数ビットから成
り、他のデータと区別可能なビットパターンを有する特
殊コードである。これらのコードを検出することによっ
て、ビデオシーケンス層、ＧＯＰ層、ピクチャー層又は
スライス層の先頭であることが判明する。なお、各ＳＬ
ＩＣＥのスタートコード（ＳＳＣ）は、表２に示すよう
に、画面の垂直方向のブロック位置を示すvertical pos
ition を含んでいる。

【００４３】

【表２】 先ず、図２及び図３を参照して本実施例で採用するデー
タフォーマットの構成を説明する。

【００４４】１フレーム画面は、図２（ａ）に示すよう
に、輝度信号Ｙを基準として、水平７６８画素×垂直４
８０画素で構成されているものとする。この輝度信号Ｙ
の８×８画素で１ブロックを構成すると、１フレーム画
面の輝度ブロック数は、図２（ｂ）に示すように、９６
×６０個となる。輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとを
４：１：１のサンプリング周波数でサンプリングするも
のとすると、色差信号Ｃｒ，Ｃｂについては、図２
（ｃ），（ｄ）に示すように、１フレーム画面は２４×
６０個の色差ブロックとなる。つまり、４個の輝度ブロ
ックＹと各１個ずつの色差ブロックＣｒ，Ｃｂとは画面
上の大きさが同一であり、これら４個の輝度ブロックＹ
と各１個ずつの色差ブロックＣｒ，Ｃｂとで小ブロック
（ＭＰＥＧ方式のマクロブロックＭＢに相当）を構成す
る（図３（ａ））。なお、変換符号化単位は１ブロック
である。

【００４５】更に、本実施例においては、図３（ｂ）に
示すように、４個の小ブロックの集合によって１つの大
ブロックを構成する（大ブロックはＭＰＥＧ方式のＳＬ
ＩＣＥに相当する）。従って、１フレーム画面は水平方
向に２４小ブロック×垂直方向に６０小ブロックで構成
することになり、また、大ブロック数で表すと、図３
（ｃ）に示すように、水平方向に６大ブロック×垂直方
向に６０大ブロックで構成することになる。なお、図３
（ｃ）では各大ブロックに対する画面上の位置は固定さ
れているが、大ブロックの開始位置はどこからでもよ
く、その長さも固定する必要はない。例えば、図３
（ｃ）の番号１乃至１６を１つの大ブロックとしてもよ
く、また、番号１乃至３２を１つの大ブロックとしても
よい。なお、ＭＰＥＧ方式では、Ｙ：Ｃｒ：Ｃｂのサン
プリング周波数比は４：２：０が標準であるが、本実施
例では説明の便宜上４：１：１であるものとして説明す
る。

【００４６】図４はブロックデータのデータ配列を説明
するための説明図である。

【００４７】上述したように、小ブロックは４個の輝度
ブロックＹと各１個の色差ブロックＣｒ，Ｃｂとによっ
て構成しており、図４（ａ）に示すように、輝度ブロッ
クＹ1 ，Ｙ2 ，Ｙ3 ，Ｙ4 ，色差ブロックＣｒ，Ｃｂの
順に配列して伝送する。図４（ｂ）は小ブロック中の各
輝度ブロックＹ及び色差ブロックＣｒ，Ｃｂの構成を示
しており、各ブロックＹ，Ｃｒ，Ｃｂは、図４（ｂ）に
示す可変長データによって順次記述する。可変長データ
の終了にはＥＯＢ（エンドオブブロック）信号を付加す
る。つまり、図４（ｂ）のデータが６個連続して１小ブ
ロックが構成される。なお、図４（ｂ）は可変長データ
として全ての圧縮符号化データを順次記述している例で
あるが、図４（ｃ）に示すように、圧縮符号化データを
低域データと高域可変長データとに分離して伝送するこ
ともある。

【００４８】４個の小ブロックによって構成される各大
ブロック（ＳＬＩＣＥに相当）は図３（ｃ）の番号順に
伝送する。すなわち、図４（ｄ）に示すように、１フレ
ームのデータは先頭にフレーム先頭を示すデータを配列
し、次いで、走査順に第１，第２，…，第ｎ大ブロック
（図３ではｎ＝３６０）のデータを順次配列する。次
に、次のフレームのフレーム先頭のデータを配列する。

【００４９】図１を参照して各大ブロック及び各小ブロ
ックの構成について説明する。図１では小ブロックを破
線で囲って示している。

【００５０】大ブロックの先頭には大ブロックスタート
コード110 を配列する。大ブロックスタートコード110
は各大ブロック毎にそのデータ位置を示している。大ブ
ロック内でエラー等が発生した場合には、このスタート
コード110 を検出して次の大ブロックの先頭位置を知
る。これにより、大ブロック内に発生したエラーが他の
大ブロックに波及しないようにしている。

【００５１】次に、大ブロックヘッダー52を配置する。
大ブロックヘッダー52は大ブロック全体の情報を統一し
て示すものであり、例えば追加の情報等を示す。大ブロ
ックヘッダー52に続けて複数の小ブロック50を配列す
る。

【００５２】小ブロック50においては先ず量子化係数53
を配列している。高能率符号化においてはＤＣＴ変換後
にデータを量子化する。量子化係数53はこの量子化処理
に用いる量子化テーブルを作成するための係数である。
量子化係数53を配列した以後は後述する条件に応じて分
岐１乃至４に分岐する。

【００５３】分岐１においては、先ずＭＢＡＩ104 を配
し、次に小ブロックヘッダー103 を配列している。大ブ
ロックの先頭の小ブロック50のＭＢＡＩはその大ブロッ
クの水平位置を示し、それ以外のＭＢＡＩは先行して伝
送された小ブロック50からのアドレス数の差を示す。例
えば、２枚の静止画をフレーム間符号化した場合のよう
に、予測誤差が０となって伝送不要の小ブロック50が発
生すると、この小ブロック50については予測誤差が０で
あることのみ伝送して、小ブロック50の伝送をスキップ
させる。大ブロックの先頭以外のＭＢＡＩは、後述する
分岐によってスキップされた小ブロック50の数を示す。
小ブロックヘッダー103 は小ブロック50のヘッダーを記
述している。この小ブロックヘッダー103 によって、圧
縮がフレーム内圧縮であるかフレーム間圧縮であるか、
また、フィールドであるかフレームであるかが判別可能
となる。更に、小ブロックヘッダー103 は小ブロック50
に関してその他の必要な情報を含んでいる。

【００５４】小ブロックヘッダー103 の次には動きベク
トル55とイントラデータ長56とのいずれかに分岐する。
イントラデータ長56は小ブロック50がフレーム内圧縮デ
ータである場合に、小ブロック50のデータ長を示してい
る。上述したように、イントラフレームデータは単独で
復号可能であり、ＶＣＲ等においては、イントラフレー
ムデータを再配置することによって特殊再生時の再生効
率が向上する。すなわち、イントラデータ長56の情報に
よって、このような記録媒体へのデータフォーマットの
変更を比較的容易に実行することができ、再生時にも可
変長信号を復号することなく抽出できる。一方、小ブロ
ック50がフレーム間圧縮データである場合には、小ブロ
ックヘッダー103 から動きベクトル55に分岐する。動き
ベクトル55はフレーム間圧縮フレームの基準となる前フ
レームの画素位置を示すベクトル（動きベクトル）を与
える。

【００５５】イントラデータ長56又は動きベクトル55に
続いて可変長データ57を配列する。可変長データ57は例
えばＤＣＴ変換係数を量子化し、ジグザグスキャンして
読み出した量子化出力をその発生確率に応じてハフマン
符号化（可変長符号化）することによって得る。

【００５６】分岐２はＭＢ ＥＳＣＡＰＥ102 を配列す
る。ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ102 はスキップする小ブロック
（以下、スキップＳＢという）の数が所定数だけ存在す
ることを示す。本実施例をＭＰＥＧ方式に適用すると、
ＭＢＡＩ104 で表現可能なスキップ数は３３個であり、
ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ102 は３３個のスキップ数を示す。
例えば、スキップ数が３４である場合には、ＭＢ ＥＳ
ＣＡＰＥ102 及びＭＢＡＩ104 は１であり、スキップ数
が６８である場合には、ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ102 は２
（６６個のスキップＳＢを示す）で、ＭＢＡＩ104 も２
である。このＭＢＥＳＣＡＰＥ102 を採用することによ
り、データ量を低減するようにしている。

【００５７】分岐３では、データ長調整用のＭＢ ＳＴ
ＵＦＦ59を配列する。ＭＢ ＳＴＵＦＦ59は伝送レート
を一定にするためのデータ長調整ビットのデータであ
る。なお、ＭＢ ＳＴＵＦＦ59にデータ長調整ビットの
データ長の情報を含ませてもよい。

【００５８】分岐４では、修整指示を示すＳＫＩＰ101
のみを伝送する。ＳＫＩＰ101 は、分岐２のＭＢ ＥＳ
ＣＡＰＥ102 のように差分値が零であることを示すもの
ではなく、データが失われたことを示すものである。こ
のＳＫＩＰ101 によって復号回路を制御して、データの
不連続部分を例えば前フレームのデータによって修整さ
せる。

【００５９】図６は図１のデータ構成を実現する符号化
回路を示すブロック図である。

【００６０】前処理回路61は入力信号をサンプリングし
て、図２及び図３に示す小ブロック単位で引算器12及び
スイッチ62に出力する。スイッチ62には引算器12の出力
も与えており、スイッチ62はフレーム内／フレーム間識
別回路63に制御されて、２入力の一方をＤＣＴ回路13に
出力する。フレーム内／フレーム間識別回路63には外部
制御信号及び後述する動き検出回路26から動き判定信号
が入力されてスイッチを制御する。すなわち、フレーム
内／フレーム間識別回路63は外部制御信号によってフレ
ーム内圧縮が指示された場合又は動きが所定値よりも大
きい場合には、スイッチ62に前処理回路61の出力を選択
させてフレーム内圧縮を行わせる。

【００６１】ＤＣＴ回路13はブロック単位で信号が入力
され、８×８の２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理
によって入力信号を周波数成分に変換する。ＤＣＴ回路
13の出力は量子化回路15に与え、量子化回路15はレート
制御回路64から量子化係数が与えられて、ＤＣＴ出力を
再量子化することによって、１ブロックの信号の冗長度
を低減する。レート制御回路64はＤＣＴ回路13からの変
換係数及びレート制御回路67からのデータに基づいて量
子化係数を発生している。量子化回路15からの量子化デ
ータは可変長符号化回路16及び逆量子化回路21に与え
る。

【００６２】ところで、フレーム間圧縮を行う場合に
は、画像に動きを補償する必要がある。量子化出力は逆
量子化回路21に与え、逆量子化回路21はレート制御回路
64から量子化係数が与えられて、量子化出力を逆量子化
して逆ＤＣＴ回路22に与える。逆ＤＣＴ回路22は逆量子
回路21の出力を逆ＤＣＴ処理して元の映像信号に戻して
加算器23に与える。この場合には、引算器12の出力が差
分情報であるので、逆ＤＣＴ回路22の出力も差分情報で
ある。加算器23の出力はフレーム間予測回路68及びスイ
ッチ69を介して帰還しており、加算器23は前フレームの
データに差分データを加算して現フレームのデータを再
生して出力する。

【００６３】フレーム間予測回路68には動き検出回路26
から動きベクトルも与える。動き検出回路26は前処理回
路61から入力信号が与えられて、動きベクトルを求めて
いる。フレーム間予測回路68は加算器23の出力を動きベ
クトルによって補正して引算器12に出力すると共に、ス
イッチ69を介して加算器23に出力する。スイッチ69はフ
レーム内／フレーム間識別回路63によって制御される。
こうして、動き補償された前フレームのデータを引算器
12に供給する。

【００６４】一方、可変長符号化回路16は量子化出力を
例えばハフマン符号化してバッファ65及びデータ長計測
回路66に出力する。バッファ65は可変長符号を蓄積して
マルチプレクサ（以下、ＭＰＸという）70に出力する。
レート制御回路67は、バッファ65の蓄積状態によって、
可変長符号化回路16からの出力データ量を監視し、監視
結果に基づいて、可変長符号化回路16を制御して出力デ
ータ量を制限すると共に、レート制御回路64を制御して
量子化回路15の量子化係数を変化させて出力データ量を
調整する。データ長調整回路74はレート制御回路67に制
御されて、調整ビットデータを作成してバッファ65に出
力する。

【００６５】一方、データ長計測回路66は可変長符号化
回路16の出力から各ブロックのデータ長を計測し、更
に、ブロックデータ長を累積して小ブロックのデータ長
を求めて、ＭＰＸ70及び大ブロックスタートコード挿入
回路71に出力する。大ブロックスタートコード挿入回路
71は、データ長計測回路66の出力から４個の小ブロック
のデータ長を累積し、更にヘッダーのデータ長を加算し
て大ブロックデータ長を求めて大ブロックの先頭位置を
求め、このタイミングでスタートコードをＭＰＸ70に出
力する。ヘッダー信号作成回路72は小ブロック及び大ブ
ロックのヘッダーを作成する。例えば、ヘッダー信号作
成回路72はフレーム内／フレーム間識別回路63の出力に
基づいてイントラフレームであるかインターフレームで
あるかを示すヘッダー信号を作成してＭＰＸ70に出力す
る。ＭＰＸ70は制御回路73に制御されて、図１に示すデ
ータ配列で入力されたデータを伝送する。

【００６６】次に、このように構成された符号化回路の
動作について説明する。

【００６７】入力信号は前処理回路61において前処理
し、ブロック単位で引算器12及びスイッチ62に入力す
る。フレーム内圧縮を行う場合には、フレーム内／フレ
ーム間識別回路63はスイッチ62に前処理回路61の出力を
選択させる。前処理回路61からのブロックデータはＤＣ
Ｔ回路13に与えて２次元ＤＣＴ処理する。ＤＣＴ回路13
の出力は量子化回路15において量子化し、可変長符号化
回路16において可変長符号に変換する。この可変長符号
はバッファ65に蓄積される。バッファ65の蓄積状態によ
って、データ量の一定化（レート）制御を行う。すなわ
ち、レート制御回路67は、可変長符号化回路16を制御し
てデータ長の上限を規定する。また、レート制御回路64
はレート制御回路67の出力及びＤＣＴ変換係数に基づい
て量子化係数を制御してデータ長を調整する。

【００６８】一方、フレーム間圧縮を行う場合には、前
処理回路61の出力は引算器12に与える。引算器12には動
き補償された前フレームのデータが参照画像として入力
されており、引算器12は２入力の差分信号をスイッチ62
を介してＤＣＴ回路13に出力する。量子化回路15の出力
は逆量子化回路21において逆量子化し、逆ＤＣＴ回路22
において逆ＤＣＴ処理して、ＤＣＴ回路13入力前の元の
データに戻して加算器23に与える。加算器23の出力はフ
レーム間予測回路68に与え、フレーム間予測回路68は動
き検出回路26からの動きベクトルによって予測値を求め
て引算器12に出力すると共に、スイッチ69を介して加算
器23に帰還させる。すなわち、加算器23は局部的に差分
データ（ローカルデコードデータ）を求め、この差分デ
ータと動きベクトルとからフレーム間予測回路68が参照
画像を求める。なお、フレーム内／フレーム間識別回路
63は外部制御信号及び動き検出信号によって、フレーム
内圧縮を行うかフレーム間圧縮を行うかを制御してい
る。

【００６９】こうして、可変長符号化回路16はインター
フレームの可変長データ及びイントラフレームの可変長
データ57を得、レート制御回路64は量子化係数53を得、
動き検出回路26は動きベクトル55を得てＭＰＸ70に供給
する。

【００７０】更に、データ長計測回路66は可変長符号か
らブロックのデータ長を計測し、ブロックのデータ長を
累積して小ブロックのデータ長を求めてＭＰＸ70に出力
する。また、大ブロックスタートコード挿入回路71は小
ブロックデータ長を累積して大ブロックデータ挿入位置
を求めて大ブロックスタートコード110 をＭＰＸ70に出
力する。また、ヘッダー信号作成回路72は大ブロック及
び小ブロックのヘッダー52，103 を作成してＭＰＸ70に
出力する。なお、フレーム内圧縮時にはデータ長計測回
路66の出力はイントラデータ長56となる。データ長調整
回路74はレート制御回路67に制御されて、データ調整ビ
ット長分の調整ビットデータであるＭＢＳＴＵＦＦ59を
バッファ65を介してＭＰＸ70に出力する。

【００７１】ＭＰＸ70は制御回路73に制御されて、入力
されるデータを選択して順序化して出力する。この場合
には、制御回路73は分岐１乃至４に夫々応じて、ＭＢＡ
Ｉ104 、ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ102 、ＭＢ ＳＴＵＦＦ59
又はＳＫＩＰ101 を発生してＭＰＸ70から出力させる。
例えば分岐４の場合には、制御回路73は修整指示を示す
ＳＫＩＰ101 をＭＰＸ70から出力させる。なお、ＭＰＥ
Ｇ方式では、ＭＢＡＩの１乃至３３、ＭＢ ＥＳＣＡＰ
Ｅ及びＭＢ ＳＴＵＦＦは、下記表３のマクロブロック
アドレスインクレメントＶＬＣ（文献１）に示すよう
に、同一表内の異なるコードで識別している。また、Ｓ
ＫＩＰ101 はＭＰＥＧ方式では採用されていないが、例
えば、ＭＢ ＥＳＣＡＰＥで表現可能なスキップ数を３
２にして、下記表３のインクレメント値３３のコードを
ＳＫＩＰ101 として割当ててもよい。

【００７２】

【表３】 制御回路73が発生するコード104 ，102 ，59，101 によ
って、図１の分岐１乃至４のいずれかの系を用いたデー
タフォーマットでデータを配列して伝送することができ
る。なお、図１の分岐４の系は、ＶＣＲ等の記録メディ
アにおいて採用する。

【００７３】図７は図１のデータフォーマットの伝送デ
ータ復号する復号回路を示すブロック図である。

【００７４】復号回路のヘッダー抽出回路81は符号化デ
ータから大ブロックヘッダー及び小ブロックヘッダーを
抽出する。ヘッダー抽出回路81の出力は可変長復号回路
82、制御回路83、量子化係数回路84及び動きベクトル抽
出回路85に与える。可変長復号回路82は入力されたデー
タを可変長復号してバッファ86に出力する。制御回路83
にはイントラデータ長、大ブロックデータ長及び調整ビ
ット長のデータが与えられ、制御回路83はこれらのデー
タを用いて可変長復号回路82を制御することにより、エ
ラー伝播を防止すると共に、入力されているブロックデ
ータが正しいか否かを確認する。また、制御回路83はヘ
ッダー信号も与えられ、フレーム内圧縮データであるか
フレーム間圧縮データであるかを識別して、後述するス
イッチ89を制御するようになっている。

【００７５】バッファ86の出力は逆量子化回路87に与え
る。量子化係数回路84はヘッダー抽出回路81の出力から
量子化係数を抽出して逆量子化回路87に与えており、逆
量子化回路87は量子化係数を用いて可変長復号出力を逆
量子化して逆ＤＣＴ回路88に出力する。逆ＤＣＴ回路88
は逆量子化出力を逆ＤＣＴ処理して元のデータに戻して
スイッチ89及び加算器90に出力する。スイッチ89は制御
回路83によって入力されたデータがフレーム内圧縮デー
タであることが示された場合には、逆ＤＣＴ回路88から
の復号データを選択してメモリ92に出力する。

【００７６】一方、動きベクトル抽出回路85はヘッダー
抽出回路81の出力から動きベクトルを抽出して予測復号
回路91に出力する。予測復号回路91はメモリ92から前フ
レームの復号データが与えられており、前フレームのデ
ータを動きベクトルによって動き補償して加算器90に出
力する。加算器90は予測復号回路91の出力と逆ＤＣＴ回
路88の出力とを加算することにより、フレーム間圧縮さ
れたデータを復号してスイッチ89に出力する。スイッチ
89は制御回路83に制御されて、フレーム間圧縮データが
入力された場合には、加算器90の出力を選択してメモリ
92に出力する。

【００７７】本実施例においては、ヘッダー抽出回路81
は分岐１，２ならば量子化係数をそのまま逆量子化回路
87に与え、分岐３の場合には、制御回路83に入力データ
が調整ビットであることを示す信号を出力して調整ビッ
ト長を把握させる。これにより、制御回路83は可変長復
号回路82の復号動作を停止させる。制御回路83は、調整
データが入力される期間復号を停止させた後、復号を再
開させるための指示を与えるようになっている。

【００７８】また、分岐４である場合には、バッファ読
み出し指示回路94に修整指示を与えるようになってい
る。この修整指示が与えられると、バッファ読み出し指
示回路94はバッファ86を制御してデータの読み出しを停
止させると共に、メモリー制御回路93を制御してメモリ
92への書き込みを禁止させる。これにより、修整指示が
発生したブロック又は小ブロックの復号データによって
メモリ92のデータが更新されない。すなわち、これらの
ブロックについては前フレームの復号データが更新され
ずに残ることになる。なお、バッファ読み出し指示回路
94には、可変長復号ミスが発生した場合にも可変長復号
回路82から修整指示の要求が発生するようになってい
る。

【００７９】このように、本実施例においては、大ブロ
ックの先頭を示すスタートコードを採用することによ
り、大ブロックデータ長情報を必要とすることなく、大
ブロックの先頭位置を知ることができ、大ブロックデー
タの画面位置を把握することができる。また、ＳＫＩＰ
によって修整指示を伝送することもできる。そして、ス
タートコード、ＭＢＡＩ、ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ及びＭＢ
ＳＴＵＦＦを採用していることから、ＭＰＥＧ方式に
適用させた場合でも、受信側のフォーマット変換を容易
にすると共に、不連続なデータを有効に用いたデコード
を可能にし、更に、データの利用効率を低下させること
なくエラーの伝播を抑制することができる。

【００８０】図８は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。本実施例はＶＣＲに適用した例を示してい
る。

【００８１】入力信号はフレーム先頭検出手段200 に与
える。フレーム先頭検出手段200 はフレーム先頭の大ブ
ロックを検出して各大ブロック先頭検出手段201 に出力
する。なお、ＭＰＥＧ方式では、フレーム先頭及びＳＬ
ＩＣＥ先頭のいずれも検出しなければ、フレーム先頭の
ＳＬＩＣＥ先頭を検出することができないこともある。
各大ブロック先頭検出手段201 は入力信号に含まれる大
ブロックスタートコードを検出して、大ブロックの先頭
を検出して大ブロック画面位置計測手段202 に出力す
る。大ブロック画面位置計測手段202 は、スタートコー
ドから大ブロックの画面上の垂直方向の位置を求めると
共に、ＭＢＡＩの情報から画面上の水平方向の位置を求
めて、パケット化手段204 及びアドレス・ポインター付
加手段203に画面位置対比情報を出力する。

【００８２】アドレス・ポインター付加手段203 は各大
ブロック又は小ブロックの画面位置情報をアドレスとし
て出力すると共に、各大ブロックのパケット内での先頭
位置情報も出力する。パケット化手段204 は入力された
データにアドレス情報及び大ブロックの先頭位置情報を
付加して、所定単位でパケット化し、エラー符号付加手
段206 に出力する。

【００８３】エラー符号付加手段206 パケット化手段20
4 の出力にエラー訂正符号を付加して多重回路207 に与
え、ＳＹＮＣ・ＩＤ作成手段205 は同期信号（ＳＹＮ
Ｃ）及びＩＤ信号を作成して多重回路207 に与える。多
重回路207 はエラー訂正符号が付加されたパケットデー
タにＳＹＮＣ・ＩＤ信号を多重して記録変調手段208 に
与える。記録変調手段208 は入力されたデータ記録に適
した信号に変調し、記録アンプ209 を介して記録ヘッド
210 に与えて、テープ211 に記録させる。

【００８４】一方、再生系においては、再生ヘッド212
はテープ211 に記録された記録データを再生して再生ア
ンプ213 を介して等化・同期・復調回路214 に与える。
等化・同期・復調回路214 は再生データを波形等化し、
同期信号を抽出し、復調を行って、元のディジタル信号
に戻してＴＢＣ回路215 に与える。

【００８５】ＴＢＣ回路215 は入力されたデータの時間
軸を補正してエラー訂正回路216 に与え、エラー訂正回
路216 はエラー訂正符号を用いてエラー訂正を行ってイ
ントラデータ抽出回路217 に出力する。エラーが訂正さ
れずに残った場合には、エラー訂正回路216 はエラーフ
ラグもイントラデータ抽出回路217 に伝送する。

【００８６】イントラデータ抽出回路217 は再生モード
信号によって特殊再生モードが指示された場合には、イ
ントラデータ長情報を用いてイントラデータのみを抽出
する。なお、各データの画面位置は、画面位置対比情報
によって判明する。イントラデータ抽出回路217 の出力
は符号再合成回路219 に与え、符号再合成回路219 は再
生モード信号に基づいて、イントラデータ抽出回路217
の出力を１フレーム分再合成する。イントラデータ抽出
回路217 は有効データ指示信号をＳＫＩＰデータ調整回
路219 に出力しており、ＳＫＩＰデータ調整回路218 は
有効データ指示信号によって再生されなかったブロック
等のデータの無効が指示された場合には、ＳＫＩＰフラ
グを符号再合成回路219 に出力し、データ長の不足が指
示された場合には、データ長の調整を指示する信号を符
号再合成回路219 に出力する。符号再合成回路219 はＳ
ＫＩＰフラグが与えられると、再生されなかったブロッ
クに対応するタイミングでＳＫＩＰ（修整）ブロックを
示すＳＫＩＰフラグを出力し、また、データ長が不足し
ている場合には、データ長の調整を行って出力するよう
になっている。

【００８７】次に、このように構成された実施例の動作
について図９乃至図１２を参照して説明する。図９は入
力データ列を示す説明図であり、図１０はＶＣＲの記録
フォーマットを示す説明図であり、図１１はイントラデ
ータの抽出を説明するための説明図であり、図１２は再
生データの画面上の位置を説明するための説明図であ
る。

【００８８】図９に示す入力信号はフレーム先頭検出手
段200 及び各大ブロック先頭検出手段201 に与えられ
る。各大ブロックの先頭には図９の斜線部にて示す大ブ
ロックスタートコードが付加されており、また、フレー
ムの先頭の大ブロックにも例えばＭＰＥＧ方式のピクチ
ャースタートコードに対応するスタートコードが付加さ
れており、フレーム先頭検出手段200 及び各大ブロック
先頭検出手段201 はこれらのスタートコードから夫々フ
レームの先頭位置及び各大ブロックの先頭位置を検出す
る。

【００８９】大ブロック画面位置計測手段202 はスター
トコードから大ブロックの画面上の垂直方向の位置を求
めると共に、ＭＢＡＩの情報から画面上の水平方向の位
置を求めて画面位置対比情報を出力し、大ブロックと画
面位置とを対比させる。パケット化手段204 はＶＣＲの
パケット単位長毎にパケット化する。この場合には、ア
ドレス・ポインター付加手段203 によって、画面位置対
比情報がアドレスに変換されてパケット化手段204 に与
えられており、パケット化手段204 は入力されたデータ
にアドレス情報及び大ブロックの先頭位置情報を付加し
てパケット化し、エラー符号付加手段206 に出力する。
各パケットに画面位置対比情報及び大ブロックの先頭位
置情報が含まれるので、エラー発生等により不連続デー
タが再生された場合でも、パケットの途中から再生可能
であり、エラーの伝播を防止することができる。

【００９０】パケット化されたデータはエラー符号付加
手段206 によってエラー訂正符号が付加され、更にＳＹ
ＮＣ・ＩＤ作成手段からのＳＹＮＣ及びＩＤ信号が多重
回路207 において多重されて記録変調手段208 に与えら
れる。記録変調手段208 はＶＣＲに適した記録フォーマ
ットに変換し、記録アンプ209 及び記録ヘッド210 を介
してテープ211 に記録する。

【００９１】図１０は記録データの一例を示している。
図１０に示すように、パケットデータの先頭にＳＹＮＣ
信号及びＩＤ信号を配列し、次に各大ブロックの画面位
置を示す画面位置対比情報を配列し、次いで、各大ブロ
ックの先頭位置情報（ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 ，…）を配列す
る。図１０に示すように、大ブロック１の先頭位置情報
から間隔ｌ1 後に大ブロック１のスタートコード（斜線
部）が配列され、次いで大ブロック１が配列される。以
後の大ブロックについても同様である。

【００９２】再生時には、テープ211 に記録されたデー
タを再生ヘッド212 によって再生して、再生アンプ213
を介して等化・同期・復調回路214に与える。等化・同
期・復調回路214 は再生データをディジタルデータに戻
してＴＢＣ回路215 に与え、ＴＢＣ回路215 は時間軸を
補正してエラー訂正回路216 に与える。エラー訂正回路
216 はエラー訂正符号を用いてエラー訂正を行ってイン
トラデータ抽出回路217 に出力する。

【００９３】図１１に示すように、イントラデータを含
む大ブロックにはスタートコードに続けてイントラデー
タ長情報（１−Ａ，３−Ａ，４−Ａ，…）が配列されて
おり、イントラデータ抽出回路217 は、特殊再生時に
は、イントラデータ長情報を用いて、再生データからイ
ントラデータのみを抽出して出力する。例えば、大ブロ
ック３について説明すると、大ブロック３の先頭位置を
先頭位置情報のｌ3 によって求め、スタートコードの次
に配列されたイントラデータ長情報３−Ａを用いて、大
ブロック３のイントラデータのみを抽出する。

【００９４】符号再合成回路219 は、特殊再生時には、
画面位置を各大ブロックの画面位置対比情報によって把
握し、入力された各大ブロックのイントラデータを画面
位置に対応させて１フレーム時間分順次記憶する。図１
１は符号再合成回路219 において記憶されたイントラデ
ータと画面位置との対応を示している。再生されなかっ
たイントラデータ及びインターデータの部分では、イン
トラデータ抽出回路217 はデータが無効であることを示
す信号が出力され、ＳＫＩＰデータ調整回路218 はＳＫ
ＩＰコードを符号再合成回路219 に出力する。これによ
り、符号再合成回路219 は入力されたイントラデータ部
以外をスキップさせる。なお、符号再生合成回路219 は
合成後にデータが不足している場合には、ＳＫＩＰデー
タ調整回路218 からのデータによって、調整ビットを挿
入して出力する。

【００９５】これにより、特殊再生であっても、再生さ
れるデータを有効に利用して画面を構成することができ
る。

【００９６】更に、特殊再生について図１３及び図１４
を参照して具体的に説明する。

【００９７】いま、図２０に示すように、ＶＣＲの特殊
再生によって、斜線部に記録されているデータのみしか
再生されないものとする。更に、この斜線部の再生信号
を可変長符号に復号した場合において、単独のデータを
用いて元の画像信号に戻すことが可能なデータはフレー
ム内圧縮データのみである。これに対し、フレーム間圧
縮データは、差分（予測）信号しか復号されないので、
本来の画像信号を得るためには、前フレームのデータが
必要である。従って、再生信号のうちのフレーム内圧縮
データのみが画像に復元され、それ以外のデータは不用
となる。

【００９８】いま、特殊再生時に再生されるフレーム内
圧縮データによって図５の斜線部の画像が復元されるも
のとし、斜線部が小ブロックに対応するものとする。す
なわち、所定フレームの第１，第８，第１５，第２２，
…大ブロックの各１つの小ブロックの再生データが復号
可能である。従って、この場合には、ＶＣＲは第１，第
８，第１５，…大ブロックの各１つの小ブロックのみに
ついてデータを抽出する。すなわち、所定フレームにお
いて、フレーム先頭データ（図４（ｄ））に続けて第１
大ブロックの第１小ブロックのデータを抽出する。つま
り、第１小ブロックの分岐は１である。次に、第１大ブ
ロックの第２小ブロックから第４小ブロックまでは分岐
を４として修整動作を指示する。同様に、第２乃至第７
大ブロックの全小ブロックでも分岐４による分岐を選択
する。すなわち、この場合には、修整指示の制御信号の
みを伝送する。次に、第８大ブロックの第１小ブロック
は分岐４による分岐を選択し、第２小ブロックは分岐１
による分岐を選択する。以後同様にして、図５の斜線部
に対応する部分のみ可変長データを伝送し、他の部分は
修整指示の制御信号を伝送する。

【００９９】ところで、分岐４による分岐を選択するこ
とにより、伝送データ量が減少してしまう。このため、
第３６０大ブロックのデータを伝送後に時間的に余裕が
生じる。そこで、時間調整するために、分岐３の分岐を
選択する。図１４は斜線部によってこの分岐を説明する
ための説明図である。

【０１００】図１４は１フレームのデータに対応し、斜
線部は分岐３による調整ビットを示している。図１４で
は、第３６０大ブロックのデータ伝送後に、データ調整
ビット59を伝送することを示している。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
クロブロックデータ長情報が存在せず、また、量子化係
数による分岐を行わない場合でも、受信側のフォーマッ
ト変換を容易にすると共に、不連続なデータを有効に用
いたデコードを可能にし、更に、データの利用効率を低
下させることなくエラーの伝播を抑制することができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高能率符号化復号化システムの一
実施例を示す説明図。

【図２】図１のデータの構成方法を説明するための説明
図。

【図３】図１のデータの構成方法を説明するための説明
図。

【図４】ブロックデータのデータ配列を説明するための
説明図。

【図５】ＭＰＥＧ方式のシンタックスを説明するための
説明図。

【図６】符号化回路の一例を示すブロック図。

【図７】復号化回路の一例を示すブロック図。

【図８】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図９】図８の実施例の動作を説明するための説明図。

【図１０】図８の実施例の動作を説明するための説明
図。

【図１１】図８の実施例の動作を説明するための説明
図。

【図１２】図８の実施例の動作を説明するための説明
図。

【図１３】図８の実施例の動作を説明するための説明
図。

【図１４】図８の実施例の動作を説明するための説明
図。

【図１５】Ｈ．２６１の勧告案の圧縮法を説明するため
の説明図。

【図１６】予測符号化を採用した記録再生装置の記録側
を示すブロック図。

【図１７】従来例におけるマクロブロックの構成を示す
説明図。

【図１８】記録信号のデータストリームを示す説明図。

【図１９】記録再生装置の復号側（再生側）を示すブロ
ック図。

【図２０】ＶＣＲによって記録媒体上に作成された記録
トラックを説明するための説明図。

【図２１】ＭＰＥＧ方式の階層構造を説明するための説
明図。

【符号の説明】

50…小ブロック、52…大ブロックヘッダー、56…イント
ラデータ長、57…可変長データ、59…ＭＢ ＳＴＵＦ
Ｆ、101 …ＳＫＩＰ、102 …ＭＢ ＥＳＣＡＰＥ、103
…小ブロックヘッダー、110 …大ブロックスタートコー
ド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データの符号化単位であるブロック
   の少なくとも１つ以上の集まりによって構成する小ブロ
   ックと、 少なくとも１つ以上の前記小ブロックによって構成し先
   頭にそのデータ位置を示す特殊コードを配列する大ブロ
   ックとを具備し、 前記小ブロックは、第１の系として入力データを符号化
   単位であるブロック毎に可変長符号化することによって
   得られるデータの少なくとも１つ以上の集まりによって
   構成する可変長データと、この可変長データのヘッダ情
   報と、フレーム内符号化の場合にそのデータ長を示す小
   ブロックデータ長とを有し、第２の系として調整ビット
   データを有し、第３の系として修整指示信号を有して、
   前記第１乃至第３の系のいずれであるかを示すデータを
   含ませて伝送することを特徴とする高能率符号化復号化
   システム。
2. 【請求項２】 入力データを符号化単位であるブロック
   毎に可変長符号化して出力する符号化手段と、 この符号化手段の出力からデータ長を計測して出力する
   データ長計測手段と、 前記符号化手段の出力に対するヘッダ情報を作成して出
   力するヘッダ情報作成手段と、 少なくとも１つ以上の前記ブロックによって小ブロック
   を構成して、前記符号化手段の出力、前記データ長計測
   手段の出力及び前記ヘッダ情報作成手段の出力を第１の
   系としてパケット化し、第２の系として所定の調整ビッ
   トデータを配列し、第３の系として修整指示信号をパケ
   ット化する手段を有し、前記第１乃至第３の系の少なく
   とも１つによってパケット化を行う第１のパケット手段
   と、 少なくとも１つ以上の前記小ブロックによって大ブロッ
   クを構成して、前記第１のパケット手段の出力に前記大
   ブロックのデータであることを示す特殊コード及び前記
   ヘッダ情報作成手段の出力をパケット化して出力する第
   ２のパケット手段とを具備したことを特徴とする高能率
   符号化復号化システム。
3. 【請求項３】 記録系において、 少なくとも１つ以上の符号化単位ブロックから成る小ブ
   ロックを少なくとも１つ以上配列して構成しその先頭に
   そのデータ位置を示す特殊コードを配列した大ブロック
   を１フレームで１つ以上有する入力信号が入力され、画
   面先頭の前記大ブロックを検出する画面先頭大ブロック
   検出手段と、 前記各大ブロックの先頭を検出する先頭検出手段と、 前記各大ブロック及び前記各小ブロックの少なくとも一
   方の画面位置に応じたアドレスを求めるアドレス発生手
   段と、 前記入力信号を、前記アドレス発生手段のアドレス及び
   前記大ブロック先頭位置の情報を付加してパケット化す
   るパケット化手段とを具備し、 再生系において、 再生信号からフレーム内圧縮データのみを抽出する抽出
   手段と、 所定時間単位で前記フレーム内圧縮データを再合成する
   ことが可能な再合成手段と、 この再合成手段の出力に前記フレーム内圧縮データ以外
   のタイミングでスキップフラグを付加する第１の付加手
   段と、 前記再合成手段の出力にデータ長調整用の調整ビットを
   付加することが可能な第２の付加手段とを具備したこと
   を特徴とする高能率符号化復号化システム。