JPH0272780A

JPH0272780A - 画像記録方式及び画像復号化方式

Info

Publication number: JPH0272780A
Application number: JP63223434A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Ibaraki; 久茨木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1990-03-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、動画像を高能率に符号化し、コンパクト・デ
ィスクＣＣＤ＞、光ディスクなどの記録媒体に記録する
画像記録方式及びその記録媒体に記録（蓄積）された画
像符号化データの復号化方式に関し、特に、前記記録媒
体に記録された画像符号化データを復号する際に、高速
順方向再生や高速逆方向再生などの特殊再生を行うこと
ができる画像復号化方式と、記録媒体に記録する際に、
特殊再生が可能になる画像記録方式に関するものである
。

〔従来技術〕

従来、光ディスク等の記録媒体に記録（蓄積）された画
像符号化データより高速順方向再生や高速逆方向再生を
実現する方法とし２て、例えば、特開昭６３−９５７９
１号公報に開示されるように、画像信号を複数画素から
なるブロックに分割し、ブロック単位に符号化データ量
が同じになるように可変長符号と固定長符号を組合せて
画像信号を符号化するものであり、ＶＴＲで高速再生し
た際に概要がわかる程度の復号画像を得ることができる
ものがある。

また、光ディスク等に画像を記録する際、高速再生など
の特殊再生を可能とするため１例えば。

ビデオ・ハイデンシティ・ディスク・システム（ＶＨＤ
）方式などでは、光ディスクの１周上に記録されるフレ
ーム数を一定として垂直同期信号の位置が光デイスク上
で中心から円周に向って一列に並ぶように記録し、特殊
再生の場合は、この垂直同期信号の位置でトラックをス
キップすることにより、高速順方向再生や高速逆方向再
生を可能にしたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記前者の方法では、フレーム内相関の
みを利用しており、符号化効率が悪く蓄積できる情報量
の面で問題があった。

また、従来ＴＶ会議などに用いられていた動画像のフレ
ーム内相間、フレーム間相関を利用する方法では、フレ
ーム内相関のみを用いた場合に比べ、１／２以下のデー
タ量で符号化が可能となるが、高速順方向再生や高速逆
方向再生を可能とする復号化方式は実現されていなかっ
た。

また、後者の方法では、符号化圧縮を考慮しないフレー
ム単位のデータ社が一定の時のみ可能であり、符号化技
術と組合せることは困難であった。

特に、蓄積に必要なデータ量を削減するためには、フレ
ーム間符号化を用いることが効率的であるが、フレーム
間符号化を用いた場合、ランダムアクセスや高速逆方向
再生などを可能とする画像記録方法はなかった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、ＴＶ会議などで用いられている画像符
号化方式を利用し、効率良く画像信号を符号化した符号
化データを順方向、逆方向に高速に再生できる画像記録
方式及び画像復号化方式を提供することにあるゆ本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は５本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、画像信号を複数
ラインからなるブロックラインに分割し、動画像のフレ
ーム内相関を利用し符号化する手段を有し、前記ブロッ
クライン単位にフレーム間／フレーム内符号化方式を予
め定められた規則に従って切り換え符号化し、そのブロ
ックラインがフレーム内相関を利用して符号化されたも
のか、フレーム間相関を利用して符号化されたものかは
フラグ情報を発生して示す画像符号化手段により符号化
され、得られた画像符号化デー・夕を光ディスク等の記
録媒体に記録する画像記録方式であって、前記フレーム
間／フレーム内符号化方式を切り換える規則として、符
号化する際に。符号化データ量を測定し、予め定められ
た符号量ごとにフレーム内相関を利用して符号化し、前
記記録媒体に記録した時にフレーム内で符号化された部
分がディスクの中心から円周に向って一列に並ぶように
記録する手段を備えたことを主要な特徴とする。

また、画像記録方式によって光ディスク等の記録媒体に
記録された符号化データを復号する画像復号方式であっ
て、符号化方式に対応するフレーム間及びフレーム内用
の復号手段と、フラグ情報を検出するフラグ検出手段と
、復号された画像信号を記録するメモリと、トラック、
セクタなどの記録媒体上での位置を変更する位置変更手
段と、記録媒体上での位置変更を指定するコントロール
手段とを備え、高速再生時には、前記コントロール手段
により記録媒体上の復号位置を指定された所まで前記位
置変更手段によりスキップし、その復号位置で前記フラ
グ検出手段によりフラグ情報を検出し、フレーム内相関
を利用した部分のみ復号してメモリに記録し、該復号画
像を連続して出力することにより高速順方向再生、高速
逆方向再生などの特殊再生を行うことを主要な特徴とす
る６〔作用〕前述の手段によれば、画像信号を複数ラインからなるブ
ロックラインに分割し、該ブロックライン単位にフレー
ム間／フレーム内符号化方式を予め定められた規則に従
って切り換え符号化するが。

このフレーム間／フレーム内符号化方式を切り換える規
則として、符号化する際に、符号化データ量を測定し、
予め定められた符号量ごとにフレーム内相関を利用して
符号化し、前記記録媒体に記録した時にフレーム内で符
号化された部分がディスクの中心から円周に向って一列
に並ぶように記録することにより、効率良く画像信号を
符号化した符号化データを順方向、逆方向に高速に再生
できる画像記録を行うことができる。

また、前記画像記録方式により記録された符号化データ
を符号化方式に対応するフレーム間及びフレーム内用の
復号手段と、フラグ情報を検出するフラグ検出手段と、
復号された画像信号を記録するメモリと、トラック、セ
クタなどの記録媒体上での位置を変更する位置変更手段
と、記録媒体上での位置変更を指定するコントロール手
段とを備えたことにより、高速再生時には、前記コント
ロール手段により記録媒体上の復号位置を指定された所
まで前記位置変更手段によりスキップし。

その復号位置で前記フラグ検出手段によりフラグ情報を
検出し、フレーム内相関を利用した部分のみ復号してメ
モリに記録し、該復号画像を連続して出力することによ
り高速順方向再生、高速逆方向再生などの特殊再生を行
うことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔実施例Ｉ〕

第１図は１本発明の実施例■の画像記録方式のシステム
概略構成を示すブロック図である。

第１図において、１は入力端子、２はブロック分割部、
３はＤＣＴ変換部、４は量子化器、５は符号切り換え部
、６はフラグ発生部、７はフレームメモリ、８は動き補
償処理部、９は可変長符号化回路、１０は符号データバ
ッファ、１１は記録処理部、１２は符号量算出部である
。

ここで、フレーム内符号化とは５画像情報の符号処理を
、各々のフレーム内だけで行うことをいう。また、フレ
ーム間符号化とは、連続したフレーム間の相関も利用し
た３次元（水平方向、垂直方向２時間軸方向）で符号化
を行うことをいう。

ＯＣＴ変換とは、直交変換の１つであり除弦関数のみを
用いる変換であり、主として、変換後の係数上での電カ
スベクトル密度を利用し、効率の良い符号化を達成する
ものであり、除弦関数のみを用いることをいう。

本実施例■の画像記録方式は、第１図に示すように、入
力端子１に入力された画像信号は、ブロック分割部２で
複数ライン単位のブロックラインに分割される。そのブ
ロックラインの画像信号は、動画像のフレーム間相関を
利用する符号化手段が選択さ４１ていれば、前フレーム
を利用した予測画像との差分がとられ、また、フレーム
内相関を利用する符号化手段が選択されていれば、そ“
のままディスクリート・コサイン（以下、ＤＣＴという
う）変換部３に送られ、直交変換の一つであるＤＣＴ変
換が施される。その後、各変換係数は量子化器４で量子
化され、可変長符号化回路９に送られ可変長符号化され
て符号データバッファ１０に出力される。また、量子化
器４の出力はフレーム間相関を利用して符号化している
場合には、予測画像信号との和がとられ受信側で復号化
されるものと同じ復号画像信号が生成され、動き補償処
理に利用されるためフレームメモリ７に送られる。可変
長符号化回路９の符号化出力とフラグ発生部６のフラグ
情報の符号長情報が符号量算出部１２に送られ、符号化
データ量を算出し符号切り換え部５に送る。符号切り換
え部５では、符号化データ量をあらかじめ定められた値
と比較し、条件を満せばフレーム内相関を利用した符号
化手段に切り換える。

例えば、各フレーム内相関を利用して符号化されるブロ
ックライン間の符号量が一定となるように、現ブロック
ラインの符号化手段をフレーム内と、フレーム間相関を
利用したものとに切り換える。具体的には、通常は入力
画像信号よりフレームメモリ７から送られてくる予測画
像信号を減算するが、一定ブロックライン数ごとにフレ
ームメモリ７から送られてくる予測画像信号をカットし
。

入力画像信号を直接ＤＣＴ変換部３に送る。符号切り換
え部５の符号化種別の情報は、フラグ発生部６に送られ
ユニークに検出可能なフラグが発生され符号データバン
ファ１０に出力される。フレームメモリ７には、１フレ
ーム前の符号化画像の復号画像がメモリされており、動
き補償処理部８で現画像信号と１フレーム前の画像信号
との動き補償処理が実施され、予測画像信号が構成され
る。

動き補償処理部８で得られた動き予測画像は、フレーム
メモリ７にメモリされるとともに、符号切り換え部５に
送られる。

前記動き補償処理は、例えば、画像４１号をあらかじめ
定められた複数画素からなるブロックに分割し、そのブ
ロックに含まれる一部の画素と符号化済みの過去の画像
ブロックとの間で、ある定められた範囲内でブロックマ
ツチングを行い、ブロック間の誤差が最も小さくなるブ
ロック間からブロックが動いた方向を示す動きベクトル
を求める。

これにより誤差が小さくなるブロックから現画像信号の
予測画像信号が構成できる。

前記実施例Ｉにおいでは、フレーム間相関を利用する方
法として動き補償処理を行ったが、もちろんこれ以外の
処理、例えば、フレーム間差分をとるものであってもか
まわない。同様に、フレーム内相関を利用する符号化法
としてもＤＣＴ変換以外に、予測符号化、ブロック符号
化ベクトル量化などの方法でもよい。また、ブロック分
割は１フレームを複数に分割してもよいし、また、１フ
レームをそのまま１ブロツクラインとみなしてもよい、
符号データバッファ１０に蓄えられた符号化データは、
記録処理部１１に送られ、記録媒体に記録される。光デ
ィスクなどでは、記録媒体の同一の中心角を持つ記録位
置で円周の内側と外側で記録面積（媒体上に記録する長
さ）が異なるが、記録処理部１１ではこれに関係なく同
−内心角を持つ記録位置で一定量のデータを記録する。

フレーム内相関を利用し、符号化された部分は一定符号
量間隔となっており、この１ｆｆｌ隔を光ディスクの一
周に記録できるデータ量の１　／　ｎとなるようにすれ
ば、フレーム内相関を利用し、符号化された部分が光デ
ィスクの中心から円周にむかう線上で常に始まることに
なる。

第２図及び第３図は、前記可変長符号化回路９で発生し
た符号化データがレーザディスク（ＬＤ）などの光ディ
スクに記録（Ｍ積）された例を示す図であり、３１はフ
ラグ情報、３２はフレーム内符号化データ、３３はフレ
ーム間符号化データである。

本実施例Ｉによれば、各フレーム内相関を利用して符号
化されるブロックライン間の符号量が一定となるように
符号切り換え部５を構成した時。

円弧上の１トラツク（１周）に記録できるデータ量が一
定の場合には、第２図に示すように、フレーム内で符号
化されたものがレーザディスク（ＬＤ）の中心から円周
方向に一列に並ぶことになる９トラツクの記録データ量
が異なる場合には゛、第３図に示すように、フレーム内
で符号化された部分は、−列にならなければならない。

この場合には。

フレーム内符号化を用いるブロックラインのコニノドロ
ールを１トラツクの記録データ量に合せ選択してやれば
第２図と同様になる。

本実施例■の画像記録方式を用いた場合、フレーム内で
符号化を使用した部分が中心から円周に向けて一列に並
ぶため、この位置で違うトラックにスキップし復号すれ
ば、そのトラックにもフレーム内符号化したものが記録
されているため、連続して復号が可能となるので、特殊
再生を行うことができる。

〔実施例■〕

第４図は、本発明の実施例■の画像復号化方式のシステ
ム概略構成を示すブロック図である。

第４図において、１３は符号化データ読み出し部、１４
は読み出しコントローラ、１５は再生方法切り換え部、
１６はフラグ検出部、１７は可変長符号デコーダ、１８
は逆量子化部、１９は逆ＤＣＴ変換部、２０はフレーム
メモリ、２１はセレクタ、２２は動き補償画像生成部、
２３は出力端子である。

本発明の実施例■の画像復号化方式は、第４図に示すよ
うに、再生方法切り換え部１５において、ノーマル、順
方向、逆方向などの再生方法に従い符号化データ読み出
しルートが決定される。読み出しコントローラ１４では
、再生方法切り換え部１５の決定結果に従い、読み取り
ヘッドの位置の移動を符号化データ読み出し部１３に指
令する。符号化データ読み出し部１３では、読み出しコ
ントローラ１４の指令に従い読み出し位置を変更し、記
録（蓄積）されたデータを読み出す。読み出されたデー
タはフラグ検出部１６に送られ、フレーム内相関を利用
して符号化された部分か否かを調べる。その検出結果に
もとづき、対応する可変長符号テーブルを用い可変長符
号デコーダ１７で可変長復号化される。復号された量子
化インデックスに従い、逆量子化部１８で復号値が求め
られ、逆ＤＣＴ変換部１９で逆変換される。逆変換され
たデータは、フレーム間符号化されている場合には、動
き補償画像生成部２２で作られた動き予測画像と和がと
られ、フレームメモリ２０に記憶される。フレーム内符
号化が用いられていれば、逆ＤＣＴ変換部１９からの出
力がそのままフレームメモリ２０に記憶される。

セレクタ２１では、フラグ検出部１６から入力されるフ
レーム間、フレーム内符号条件、復号される画像データ
の位置情報と再生方法切り換え部１５からの再生条件か
ら、復号されたブロックラインの画像データを書き込む
べきフレームメモリ２０上のアドレスを設定する。動き
補償画像生成部２２では、可変長符号デコーダ１７で復
号された動きベクトル情報でフレームメモリ２０に記憶
されている過去のフレームより動き予測画像を生成する
。フレームメモリ２０の復号画像信号は、出力端子２３
に出力される。

レーザディスク（ＬＤ）のあるトラックを１周分後号し
１次のトラックに進めばノーマル再生となる。第２図の
場合に高速再生を行うには１例えば同図のＡからＢまで
復号した後、Ｃヘスキップし再生を続け、フレーム内符
号化された部分のみ復号し提示すれば高速の再生が可能
となる。同様にＢからＤにスキップすれば、逆方向の再
生が可能となる。

以上の説明かられかるように、本実施例Ｈによれば、前
記画像記録方式により記録された符号化データを符号化
方式に対応するフレーム間及びフレーム内用の復号手段
と、フラグ情報を検出するフラグ検出手段と、復号され
た画像信号を記録するメモリと、トラック、セクタなど
の記録媒体上での位置を変更する位置変更手段と、記録
媒体上での位置変更を指定するコントロール手段とを備
えたことにより、高速再生時には、前記コントロール手
段により記録媒体上の復号位置を指定された所まで前記
位置変更手段によりスキップし、その復号位置で前記フ
ラグ検出手段によりフラグ情報を検出し、フレーム内相
関を利用した部分のみ復号してメモリに記録し、該復号
画像を連続して出力することにより、高速順方向再生、
高速逆方向再生などの特殊再生を行うことができる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定さ・れるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、フレーム内符
号化とフレーム間符号化を切り換えて動画像を高能率で
符号化して記録することができる。

また、前記画像記録方式によりレーザディスクなどの記
録（蓄積）されたデータを順方向や逆方向に高速に再生
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例Ｉの画像記録方式のシステム
概略構成を示すブロック図、第２図及び第３図は、前記可変長符号化回路９で発生し
た符号化データがレーザディスク（ＬＤ）などの光ディ
スクに記録（蓄積）された例を示す図、第４図は、本発明の実施例■の画像復号化方式のシステ
ム概略構成を示すブロック図である。図中、１・・・入力端子、２・・・ブロック分割部、３
・・・ＤＣＴ変換部、４・・・量子化器、５・・・符号
切り換え部、６・・・フラグ発生部、７・・・フレーム
メモリ、８・・・動き補償処理部、９・・・可変長符号
化回路、１０・・・符号データバッファ、１１・・・記
録処理部、１２・・・符号量算出部、１３・・・符号化
データ読み出し部、１４・・・読み出しコントローラ、
１５・・・再生方法切り換え部、１６・・・フラグ検出
部、１７・・・可変長符号デコーダ、１８・・・逆量子
化部、１９・・・逆ＤＣＴ変換部、２０・・・フレーム
メモリ、２１・・・セレクタ、２２・・・動き補償画像
生成部、２３・・・出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号を複数ラインからなるブロックラインに
分割し、動画像のフレーム内相関を利用し符号化する手
段と、フレーム間の相関を利用し符号化する手段を有し
、前記ブロックライン単位にフレーム間／フレーム内符
号化方式を予め定められた規則に従って切り換え符号化
し、そのブロックラインがフレーム内相関を利用して符
号化されたものか、フレーム間相関を利用して符号化さ
れたものかはフラグ情報を発生して示す方式の画像符号
化手段により符号化され、得られた画像符号化データを
光ディスク等の記録媒体に記録する画像記録方式であっ
て、前記フレーム間／フレーム内符号化方式を切り換え
る規則として、符号化する際に、符号化データ量を測定
し、予め定められた符号量ごとにフレーム内相関を利用
して符号化し、前記記録媒体に記録した時にフレーム内
で符号化された部分がディスクの中心から円周に向って
一列に並ぶように記録する手段を備えたことを特徴とす
る画像記録方式。
（２）請求項（１）の画像記録方式によって光ディスク
等の記録媒体に記録された符号化データを復号する画像
復号方式であって、符号化方式に対応するフレーム間及
びフレーム内用の復号手段と、フラグ情報を検出するフ
ラグ検出手段と、復号された画像信号を記録するメモリ
と、トラック、セクタなどの記録媒体上での位置を変更
する位置変更手段と、記録媒体上での位置変更を指定す
るコントロール手段とを備え、高速再生時には、前記コ
ントロール手段により記録媒体上の復号位置を指定され
た所まで前記位置変更手段によりスキップし、その復号
位置で前記フラグ検出手段によりフラグ情報を検出し、
フレーム内相関を利用した部分のみ復号してメモリに記
録し、該復号画像を連続して出力することにより高速順
方向再生、高速逆方向再生などの特殊再生を行うことを
特徴とする画像復号化方式。