(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたデジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力するデータ圧縮処理手段を有し、上記圧縮映像データを伝送又は蓄積する符号化処理装置を具備した信号処理システムにおいて、
上記符号化処理装置における上記データ圧縮処理手段の変換符号化処理の前段に配置され、上記デジタル映像データ中の映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、上記データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列で構成された制御用情報を挿入する制御用情報挿入手段を有することを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
上記符号化処理装置における上記データ圧縮処理手段は、上記映像データを所定のブロック単位に分割するブロッキング手段と、
上記ブロッキング手段からのデータブロックを直交変換して係数データブロックに変換する直交変換手段と、
上記直交変換手段からの上記係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子化処理手段と、
上記再量子化処理手段からの量子化レベルをエントロピー符号化処理して上記圧縮映像データとするエントロピー符号化手段とを有して構成され、
上記制御用情報挿入手段は、上記ブロッキング手段と上記直交変換手段との間に挿入接続されていることを特徴とする請求項１記載の信号処理システム。
【請求項３】
上記制御用情報挿入手段は、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数のデータブロック中、入力される制御データの内容に対応したデータブロックを選択して、制御データブロックとして出力するデータブロック変換手段を有することを特徴とする請求項２記載の信号処理システム。
【請求項４】
映像データの無効画像表示期間に対応する部分にデータ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列で構成された制御用情報を挿入する制御用情報挿入手段を介して、入力されたデジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力するデータ圧縮処理手段を有し、上記圧縮映像データを伝送又は蓄積する符号化処理装置によって伝送又は蓄積された上記圧縮映像データを、元の映像データに復元する変換復号処理を含むデータ伸長処理手段を有する復号化処理装置を具備した信号処理システムにおいて、
上記データ伸長処理手段の変換復号処理の後段に配置され、変換復号処理を含むデータ伸張処理手段によって復元されたデジタル映像データから上記制御用情報を抽出する制御用情報抽出手段を有することを特徴とする信号処理システム。
【請求項５】
上記復号化処理装置における上記データ伸長処理手段は、上記圧縮映像データをエントロピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復号化手段と、
上記エントロピー復号化手段からの量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数データブロックを得る逆量子化手段と、
上記逆量子化手段からの上記係数データブロックを逆直交変換して映像データブロックに変換する逆直交変換手段と、
上記逆直交変換手段からの上記映像データブロックのブロックをほどいて映像データに復元するデブロッキング手段とを有して構成され、
上記制御用情報抽出手段は、上記逆直交変換手段とデブロッキング手段との間に挿入接続されていることを特徴とする請求項４記載の信号処理システム。
【請求項６】
上記制御用情報抽出手段は、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数の制御データ中、復号化された制御データブロックに対応した制御データを選択して出力する制御データ変換手段を有することを特徴とする請求項５記載の信号処理システム。
【請求項７】
上記所定の規則は、入力データの空間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］Lを係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係を示すことを特徴とする請求項３又は６記載の信号処理システム。
［Ｘn ］Lin ＝［Ｘn ’・２(Lcoef-Lq)］Lin
【請求項８】
上記所定の規則は、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロック内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せであることを特徴とする請求項３又は６記載の信号処理システム。
【請求項９】
上記所定の規則は、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロック内の各入力データを直交変換した後の値がＬｇ倍になる組合せであることを特徴とする請求項３又は６記載の信号処理システム。
【請求項１０】
上記無効画像表示期間は、垂直ブランキング期間であることを特徴とする請求項１記載の信号処理システム。
【請求項１１】
デジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力する符号化処理装置において、
制御用情報を上記データ圧縮処理に対する量子化歪の影響を受けないデータ列に変換する変換手段と、
上記変換符号処理の前段に配置され、上記デジタル映像データ中の映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、上記データ列を挿入する挿入手段と
を有することを特徴とする符号化処理装置。
【請求項１２】
デジタル映像データに対して変換符号処理を含むデータ圧縮処理を施すことによって出力された圧縮映像データを受信し、上記映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列に変換された制御用情報が挿入された上記圧縮映像データを復号する復号処理装置において、
上記圧縮映像データに対して変換復号処理を含むデータ伸張処理を施してデジタル映像データを伸張するデータ伸張処理手段と、
上記伸張処理手段の変換復号処理の後段に配置され、上記デジタル映像データからデータ列を抽出する抽出手段と、
上記データ列を制御用情報に変換する変換手段と
を備えることを特徴とする復号処理装置。
【請求項１３】
デジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力する符号化処理方法において、
制御用情報を上記データ圧縮処理に対する量子化歪の影響を受けないデータ列に変換し、
上記デジタル映像データに対して上記変換符号処理が施される前に、上記デジタル映像データ中の映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、上記データ列を挿入する
ことを特徴とする符号化処理方法。
【請求項１４】
デジタル映像データに対して変換符号処理を含むデータ圧縮処理を施すことによって出力された圧縮映像データを受信し、上記映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列に変換された制御用情報が挿入された上記圧縮映像データを復号する復号処理方法において、
上記圧縮映像データに対して変換復号処理を含むデータ伸張処理を施してデジタル映像データを伸張し、
上記変換復号処理後に、上記デジタル映像データからデータ列を抽出し、
上記データ列を制御用情報に変換する
ことを特徴とする復号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、信号処理システムに関し、特に、入力映像信号を標本化及び量子化してディジタルの映像データに変換した後、この変換後の映像データを符号化して圧縮し、この圧縮後のデータを伝送路に供給するあるいは記録媒体に蓄積する符号化装置と、伝送路からのあるいは記録媒体に蓄積された圧縮データを読み出して、この読み出した圧縮データを復号化して元の映像信号に戻す復号化装置とを有する信号処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、高精細度の画像を伝送する、あるいは光磁気ディスク等の記録媒体に蓄積するという画像システムが提案されている。この画像システムは、変換符号化（ブロック符号化）と可変長符号化によって画像情報のデータ圧縮を実現している。
【０００３】
空間面上の画像信号は、種々の画像を統計的に見るとき、振幅方向に対して各画像サンプルの出現確率は一様であるといえる。つまり偏りがない。一方、変換符号化、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）後の係数面上で見た場合には、周波数面で見る画像の性質を良く反映して、低次ほどエネルギが集中し、高次に行くに従って急速に減少する。つまり、偏りが大きい。
【０００４】
この偏りを利用して、画像情報を効率よくデータ圧縮するのが可変長符号化であり、偏りを作るのがＤＣＴなどの直交変換である。
【０００５】
ところで、我々が使用する画像信号は、その種類によって上記偏りの度合が変化する。従って、可変長符号化を施した結果の情報もそれに従って変化する。これを例えばフィールド単位で一定量に収めようとする処理として、係数面における再量子化が存在する。前者の可変長符号化が無歪みの変換であるのに対して、この再量子化処理は歪みを伴う処理である。
【０００６】
ここで、ＤＣＴ変換−逆変換（ＩＤＣＴ）における有効語長のイメージを図１９に示す。ＤＣＴ変換を行なうということは、ＤＣＴ変換基底行列とブロック割りした映像信号の内積をとる作業であり、加算を行なうたびに桁上がりがある。逆変換でも同じになるはずだが、ＤＣＴ変換−逆変換の関係があるため、逆変換時には打ち消し合って桁上がりを起こさない。この関係と、ＤＣＴ変換−逆変換で単位行列が得られるように正規化すると、図１９で示す有効語長のイメージになる。なお、小数部は、出力語長の精度を出すために必要となる。そして、整数部と小数部を合わせたものが有効語長である。
【０００７】
次に、再量子化ステップによる歪みの出力への影響のイメージを図２０に示す。この図２０は、再量子化ステップと歪みの出力への影響と入出力語長及び係数語長の関係を示したものである。
【０００８】
いま、例えば８ビット精度の映像信号（輝度信号Ｙ及び色差信号ＰＢ，ＰＲ）をそれぞれ水平、垂直方向に４×４の画素の大きさのブロックに分割した場合の２次元ＤＣＴ変換は、次式で表わされる。
【０００９】
【数１】
0003557657.tif 000002
【００１０】
そして、上記２次元行列形式のＤＣＴ変換を一般的な形で表わすと、次のようになる。
【００１１】
【数２】
0003557657.tif 000003
【００１２】
また、２次元逆ＤＣＴ変換は、次式で表わされる。
【００１３】
【数３】
0003557657.tif 000004
【００１４】
そして、上記２次元行列形式の逆ＤＣＴ変換を一般的な形で表わすと、次のようになる。
【００１５】
【数４】
0003557657.tif 000005
【００１６】
このことから、ＤＣＴ変換→再量子化→逆量子化→逆変換の一連の流れを一般的な形で表わすと、以下のようになる。
【００１７】
変換
［Ｘ］＝（２／Ｎ）［ａ］［ｘ］［ｂ］ｔ  
再量子化（特に式の上では示さないが、整数部で丸めるものとする）
［ＸＬ］＝［Ｘ］（１／［Ｑｎ］）
［Ｑｎ］：再量子化マトリクス
逆量子化
［ｉＸ］＝［ＸＬ］［Ｑｎ］
逆変換
［ｉｘ］＝（２／Ｎ）［ａ］ｔ  ［ｉＸ］［ｂ］
【００１８】
ここで、［Ｑ０］のとき、［ｉｘ］＝［ｘ］を満足する限界の再量子化値としたとき、［Ｑ０］に対して１桁多い再量子化マトリクス［Ｑ１］における上記一連の流れ（ＤＣＴ変換→再量子化→逆量子化→逆変換）は、以下のようになる。
【００１９】
変換
［２Ｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］［２ｘ’］［ｂ］ｔ  
再量子化
［ＸＬ’］＝［２Ｘ’］（１／［Ｑ１］）＝［Ｘ’］（１／［Ｑ０］）
（［Ｑ１］＝２・［Ｑ０］）より
ここで、再量子化の条件が［Ｑ０］のときと同じになる。
逆量子化
［２ｉＸ’］＝［ＸＬ’］［Ｑ１］＝［ＸＬ’］［２Ｑ０］
逆変換
［２ｉｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］ｔ  ［２ｉＸ’］［ｂ］
【００２０】
次に、［Ｑ０］に対して２桁多い再量子化マトリクス［Ｑ２］における上記一連の流れ（ＤＣＴ変換→再量子化→逆量子化→逆変換）は、以下のようになる。
【００２１】
変換
［４Ｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］［４ｘ’］［ｂ］ｔ  
再量子化
［ＸＬ’］＝［４Ｘ’］（１／［Ｑ２］）＝［Ｘ’］（１／［Ｑ０］）
（［Ｑ２］＝４・［Ｑ０］）より
ここで、再量子化の条件が［Ｑ０］のときと同じになる。
逆量子化
［４ｉＸ’］＝［ＸＬ’］［Ｑ２］＝［ＸＬ’］［４Ｑ０］
逆変換
［４ｉｘ’］＝（２／Ｎ）［ａ］ｔ  ［４ｉＸ’］［ｂ］
【００２２】
以下同様である。
【００２３】
具体的に、５回の演算を経て係数を得るような直交変換を想定した場合を図２１（ａ）に基づいて説明する。なお、簡単のため、変換側では各演算によってダイナミックレンジが２倍、即ち毎回桁上がりが起こるものとする。
【００２４】
上記直交変換では、逆変換は、ＤＣＴ変換との相関関係からダイナミックレンジの変化による繰り上りが生じず、最終段のワードの入力語長分を上位ビットから切り出すことによって逆変換を得る。
【００２５】
いま、再量子化器において、１２ビットに再量子化したときを考えると、逆変換では各演算でダイナミックレンジの変化による繰り上りはないが、再量子化による歪みには変換との相関関係がなく演算のたびにその最大値は倍になる。その様子を図２１（ｂ）に示す。この図２１（ｂ）において、斜線で示す部分が再量子化による歪みを示し、この歪みが演算ごとに積み重なっていくのがわかる。この場合、結果的に再量子化による歪みが出力信号に含まれることになる。
【００２６】
このように、変換符号化処理（ビットレートリダクション処理）は、基本的に映像情報の冗長度を削減することによって実現しようとするが、それだけで、常に所望の固定レートに収めることはできない。従って、歪みを伴う再量子化によって、情報量を圧縮し、該圧縮データの総量調整を行なう必要が出てくる。なお、該当する直交変換にとって難しい絵柄であるほど再量子化によって圧縮する量が大きい。
【００２７】
そのため、どこか視覚的に影響の少ない事象で歪ませることが画像データの圧縮上都合がよい。直交変換前の事象は空間面であるが、この空間面で再量子化を行なうと、階調の欠落となって現われる。空間面上の階調の欠落は人の目は敏感である。このことから、空間面での再量子化は採用できない。
【００２８】
直交変換後の事象は係数面であるが、係数面での再量子化は係数の欠落となるが、これを空間面上で見ると、ブロックを構成する各サンプル間の相関関係の欠落となる。即ち、波形歪みとなって現われることになる。人の目は、波形歪みには寛容である。このことから、歪みを伴う再量子化は係数面で行なうのが有利である。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、通信路を通して伝送される、あるいは記録媒体に記録される圧縮データに、表示装置の切換えや映像信号に対して各種特殊効果を行なわせるための各種情報信号を含めたいという要求がある。
【００３０】
これらの情報信号は、画像表示において影響のない、例えば垂直ブランキング期間に挿入して伝送することが考えられる。
【００３１】
しかし、従来の変換符号化処理においては、上述したように、歪みを伴う再量子化を行なうことから、映像信号に付加した情報信号が上記再量子化による歪みによって変化してしまい、付加した情報の内容が失われるという問題がある。
【００３２】
また、変換符号化処理において、入力語長と再量子化ステップの関係によっては、信号符号さえも保存されないサンプルが存在する可能性がある。このため、従来は、上記情報信号を入力時に付加して、そのまま変換符号化処理に通すことができなかった。
【００３３】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、変換符号化によるビットリダクションを行なう画像システムにおいて、無効画像表示期間、例えば垂直ブランキング期間中に映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのまま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊されることがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進させることができる信号処理装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力されたデジタル映像データＤｖに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力するデータ圧縮処理手段４を有し、圧縮映像データｄｖを伝送又は蓄積する符号化処理装置１を具備した信号処理システムにおいて、符号化処理装置１におけるデータ圧縮処理手段４の変換符号化処理の前段に配置され、デジタル映像データ中の映像データＤｖの無効画像表示期間（例えば垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間）に対応する部分に、データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列で構成された制御用情報ＤｃＢを挿入する制御用情報挿入手段３１を有する。
【００３５】
この場合、符号化処理装置１におけるデータ圧縮処理回路４を、映像データＤｖを所定のブロック単位に分割するブロッキング回路１１と、このブロッキング回路１１からのデータブロックを直交変換して係数データブロックに変換する直交変換回路１２と、この直交変換回路１２からの係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子化処理回路１３と、この再量子化処理回路１３からの量子化レベルをエントロピー符号化処理して圧縮映像データｄｖとするエントロピー符号化回路１４とを設けて構成し、上記制御用情報挿入回路３１を、ブロッキング回路１１と直交変換回路１２との間に挿入接続して構成する。
【００３６】
そして、この制御用情報挿入回路３１を、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける多数のデータブロック中、入力される制御データＤｃの内容に対応したデータブロックを選択して、制御データブロックＤｃＢとして出力するデータブロック変換回路３３を設けて構成する。
【００３７】
また、本発明は、映像データの無効画像表示期間に対応する部分にデータ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列で構成された制御用情報を挿入する制御用情報挿入手段を介して、入力されたデジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力するデータ圧縮処理手段を有し、圧縮映像データを伝送又は蓄積する符号化処理装置によって伝送又は蓄積された圧縮映像データを、元の映像データに復元する変換復号処理を含むデータ伸長処理手段を有する復号化処理装置を具備した信号処理システムにおいて、データ伸長処理手段の変換復号処理の後段に配置され、変換復号処理を含むデータ伸張処理手段によって復元されたデジタル映像データから制御用情報を抽出する制御用情報抽出手段を有する。
また、復号化処理装置２におけるデータ伸長処理回路２２を、上記圧縮映像データｄｖをエントロピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復号化回路２６と、このエントロピー復号化回路２６からの量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数データブロックを得る逆量子化回路２７と、逆量子化回路２７からの係数データブロックを逆直交変換して映像データブロックに変換する逆直交変換回路２８と、この逆直交変換回路２８からの映像データブロックのブロックをほどいて映像データＤｖに復元するデブロッキング回路２９とを設けて構成し、上記制御用情報抽出回路４１を、逆直交変換回路２８とデブロッキング回路２９との間に挿入接続して構成する。
【００３８】
そして、上記制御用情報抽出回路４１を、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数の制御データ中、復号化された制御データブロックＤｃＢに対応した制御データＤｃを選択して出力する制御データ変換回路４３を設けて構成する。
【００３９】
上記所定の規則は、入力データの空間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］Ｌ  を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係式を満足するようにする。
［Ｘｎ  ］Ｌｉｎ  ＝［Ｘｎ  ’・２（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）］Ｌｉｎ  
【００４０】
また、上記所定の規則は、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにする。
【００４１】
また、本発明は、デジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力する符号化処理装置において、制御用情報をデータ圧縮処理に対する量子化歪の影響を受けないデータ列に変換する変換手段と、変換符号処理の前段に配置され、デジタル映像データ中の映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ列を挿入する挿入手段とを有する。
また、本発明は、デジタル映像データに対して変換符号処理を含むデータ圧縮処理を施すことによって出力された圧縮映像データを受信し、映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列に変換された制御用情報が挿入された圧縮映像データを復号する復号処理装置において、圧縮映像データに対して変換復号処理を含むデータ伸張処理を施してデジタル映像データを伸張するデータ伸張処理手段と、伸張処理手段の変換復号処理の後段に配置され、デジタル映像データからデータ列を抽出する抽出手段と、データ列を制御用情報に変換する変換手段とを備える。
また、本発明は、デジタル映像データに対して変換符号化処理を含むデータ圧縮処理を施して圧縮映像データを出力する符号化処理方法において、制御用情報をデータ圧縮処理に対する量子化歪の影響を受けないデータ列に変換し、デジタル映像データに対して変換符号処理が施される前に、デジタル映像データ中の映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ列を挿入する。
また、本発明は、デジタル映像データに対して変換符号処理を含むデータ圧縮処理を施すことによって出力された圧縮映像データを受信し、映像データの無効画像表示期間に対応する部分に、データ圧縮処理に対する量子化歪みの影響を受けないデータ列に変換された制御用情報が挿入された圧縮映像データを復号する復号処理方法において、圧縮映像データに対して変換復号処理を含むデータ伸張処理を施してデジタル映像データを伸張し、変換復号処理後に、デジタル映像データからデータ列を抽出し、データ列を制御用情報に変換する。
【００４２】
【作用】
本発明に係る信号処理システムにおいては、まず、符号化処理装置１に入力された映像データＤｖは、通常は、データ圧縮処理回路４にて変換符号化処理されてデータ圧縮されるが、本発明では、この変換符号化処理に先立って、制御用情報挿入回路３１にて、上記映像データＤｖの無効画像表示期間、例えば垂直ブランキング期間に対応する部分に量子化歪みを受けないデータ列で構成された制御用情報ＤｃＢが挿入される。
【００４３】
上記制御用情報挿入回路３１にて制御用情報ＤｃＢが挿入された映像データＤｖは、後段のデータ圧縮処理回路４における変換符号化処理にてデータ圧縮されて圧縮映像データｄｖとなる。このとき、上記変換符号化処理において、再量子化処理が施されてデータ圧縮量の調整が行なわれるが、この再量子化処理において、上記挿入された制御用情報ＤｃＢは、該再量子化処理における歪みの影響を受けることがなく、データの内容が破壊されるということがない。
【００４４】
そして、上記データ圧縮処理回路４からの圧縮映像データｄｖは、制御用情報ＤｃＢとともに通信路を通して伝送され、あるいは記録媒体Ｔに蓄積されることになる。
【００４５】
上記符号化処理装置１にて伝送・蓄積された圧縮映像データｄｖは、復号化処理装置２において、まず、データ伸長処理回路２２にて変換復号化処理が施されて元の映像データＤｖに復元される。そして、本発明では、制御用情報抽出回路４１にて上記映像データＤｖから制御用情報ＤｃＢが抽出される。この制御用情報ＤｃＢは、変換符号化処理に先立って上記映像データＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されたデータであり、特に、量子化歪みを受けないデータ列で構成されている。
【００４６】
従って、上記データ伸長処理回路２２にて復号化処理された場合、量子化歪みが復号化演算のたびに積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ構成のまま抽出されることになる。
【００４７】
このように、本発明の信号処理装置においては、変換符号化によるビットリダクションを行なう画像システムにおいて、例えば垂直ブランキング期間中に映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのまま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊されることがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進させることができる画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進させることができる。
【００４８】
特に、上記データ圧縮処理回路４を、上記映像データＤｖを所定のブロック単位に分割するブロッキング回路１１と、このブロッキング回路１１からのデータブロックを直交変換して係数データブロックに変換する直交変換回路１２と、この直交変換回路１２からの係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子化処理回路１３と、この再量子化処理回路１３からの量子化レベルをエントロピー符号化処理して圧縮映像データｄｖとするエントロピー符号化回路１４とを設けて構成し、制御用情報挿入回路３１を、上記ブロッキング回路１１と直交変換回路１２との間に挿入接続した場合においては、以下の動作を行なうことになる。
【００４９】
まず、入力された映像データＤｖは、ブロッキング回路１１において所定のブロック単位に分割されてデータブロックとして出力される。そして、映像データＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分において、制御用情報挿入回路３１を通じて制御用情報ＤｃＢが挿入されることになる。
【００５０】
具体的には、映像データＤｖがブロッキング回路１１にてデータブロックに変換されることから、上記制御用情報ＤｃＢもデータブロックの形にされて挿入されることになる。ブロッキング回路１１からのデータブロックや制御用情報挿入回路３１からの制御用情報（データブロック）ＤｃＢは、後段の直交変換回路１２にてそれぞれ直交変換されて係数データブロックに変換される。この係数データブロックは、後段の再量子化処理回路１３にて再量子化処理が施され、データ圧縮量の調整が行なわれる。
【００５１】
このとき、ブロッキング回路１１からのデータブロック（映像情報）は、この再量子化処理によって歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路３１からのデータブロック（制御用情報）ＤｃＢは、量子化歪みを受けないデータ列で構成されているため、上記再量子化処理において歪みを受けることがなく、データの内容が破壊されるということがない。
【００５２】
この再量子化処理回路１３からは、直流成分と交流成分とが別々とされた２値系列（量子化レベル）が出力される。この再量子化処理回路１３からの量子化レベルは、後段のエントロピー符号化回路１４にてエントロピー符号化処理が施されて、圧縮映像データｄｖが作成される。この圧縮映像データｄｖは、その後通信路を通じて伝送されるか、あるいは記録媒体Ｔに蓄積されることになる。上記圧縮映像データｄｖ中、映像情報に関するデータ成分は、先の再量子化処理及びエントロピー符号化処理によって十分に圧縮された形で伝送・蓄積されるが、制御用情報ＤｃＢに関するデータ成分は、データの内容が保持されたまま伝送・蓄積されることになる。
【００５３】
また、上記制御用情報挿入回路３１として、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける多数のデータブロック中、入力される制御データＤｃの内容に対応したデータブロックを選択して、制御データブロックＤｃＢとして出力するデータブロック変換回路３３を設けた場合においては、以下の動作を行なうことになる。
【００５４】
上記構成において、Ａ／Ｄ変換器３によるデジタル変換後の映像データＤｖが、ブロッキング回路１１において所定のブロック単位に分割されてデータブロックとして出力されることになるが、このとき、映像データＤｖの垂直ブランキング期間に対応する部分において、制御用情報挿入回路３１を通じて制御データブロックＤｃＢが挿入されることになる。
【００５５】
このときの制御用情報挿入回路３１における動作を説明すると、まず、データブロック変換回路３３において、変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロック中、入力された制御データＤｃに対応するデータブロックが選択される。この変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロックは、量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるように、所定の規則に従って作成されている。そして、制御用情報挿入回路３１におけるデータブロック変換回路３３から入力制御データＤｃに対応した制御データブロックＤｃＢが出力され、該制御データブロックＤｃＢが映像データＤｃの垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されることになる。
【００５６】
ブロッキング回路１１からのデータブロックや制御用情報挿入回路３１からの制御データブロックＤｃＢは、後段の直交変換回路１２にてそれぞれ直交変換されて係数データブロックに変換される。この係数データブロックは、後段の再量子化処理回路１３にて再量子化処理が施され、データ圧縮量の調整が行なわれる。
【００５７】
このとき、ブロッキング回路１１からのデータブロック（映像情報）は、この再量子化処理によって歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路３１からの制御データブロックＤｃＢは、量子化歪みを受けないデータ列で構成されているため、上記再量子化処理において歪みを受けることがなく、データの内容が破壊されるということがない。
【００５８】
次に、上記所定の規則について説明する。この規則は、ＤＣ係数の利用によって歪を受けないようにする場合と、ＡＣ係数の利用によって歪を受けないようにする場合とがある。
【００５９】
まず、ＤＣ係数の利用とＡＣ係数の利用とで共通する規則は、入力データの空間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］Ｌ  を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係式を満足するようにする。
［Ｘｎ  ］Ｌｉｎ  ＝［Ｘｎ  ’・２（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）］Ｌｉｎ  
【００６０】
そして、上記規則において、ＤＣ係数を利用した場合のデータ処理は以下のようになる。
【００６１】
まず、上記関係式からわかることは、入力語長Ｌｉｎにおける入力データの内容と直交変換後の係数データの入力語長Ｌｉｎ分の内容とが一致していることである。そして、係数データの入力語長Ｌｉｎ以外の語長分のデータの内容はすべて０となっていることを示す。即ち、語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）分がすべて０となることを示す。語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）は、この場合、再量子化処理にて使用される再量子化ステップの語長Ｌｇを示すもので、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じない。
【００６２】
このことから、上記所定の規則にて作成されたデータブロックを制御用情報ＤｃＢとして映像データＤｖの垂直ブランキング期間に挿入したとしても、その後の再量子化処理にて量子化歪みによる影響を受けるということがなくなる。これは、通信路を通して伝送した圧縮映像データｄｖあるいは記録媒体Ｔに蓄積した圧縮映像データｄｖを復号化して元の映像データＤｖに復元させる際に、量子化歪みに基づくデータの破壊（波形歪み）は生じないということを示すものであり、復元後の映像データＤｖからデータ内容がそのまま保持された制御用情報Ｄｃを取り出すことができることにつながる。
【００６３】
次に、上記規則において、ＡＣ係数を利用した場合のデータ処理は以下のようになる。
【００６４】
直交変換後の係数データ、特に量子化位置以下のデータがすべて０になるとは限らないため、この場合、量子化による歪を持つことになる。従って、直交変換の演算のたびに量子化歪の最大値が２倍になるため、逆直交変換後の出力で有効となるビット数（歪を受けないビット数）はＤＣ係数を利用した場合よりも少なくなるが、再量子化ステップの最悪値がわかっていれば、データ伝送として利用できる係数上のビット数がわかり、同時に出力で有効となるビット数も判断できる。従って、この有効となるビット数を利用しての情報のデータ伝送が可能となる。
【００６５】
また、上記所定の規則として、最大の再量子化ステップの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにした場合は、ＤＣ係数を利用する場合において、特に、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合に有効である。
【００６６】
即ち、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合、通常は、再量子化ステップにて係数データの下位ビット部分を除算してしまい、量子化歪みを生じさせることになる。
【００６７】
しかし、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにした場合、係数データの下位ビットに０が挿入されることになり、疑似的に再量子化ステップの語長Ｌｇ分０が並ぶことになる。その結果、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップレベルで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【００６８】
また、上記所定の規則として、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを直交変換した後の値がＬｇ倍になる組合せにした場合は、ＡＣ係数を利用する場合において、特に、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大の場合に有効である。
【００６９】
上記規則に従って作成された制御データブロックＤｃＢを直交変換した場合、係数データに桁上げが生じることになり、以下の場合に有効となる。即ち、最大の再量子化ステップの語長Ｌｇが入力語長Ｌｉｎよりも大きい場合、通常は、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大となる。この場合、通常は、再量子化ステップにて係数データの下位ビット部分を除算してしまい、量子化歪みを生じさせることになる。
【００７０】
しかし、上記規則に従った制御データブロックＤｃＢの場合、係数データに桁上げが生じるため、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【００７１】
一方、上記復号化処理装置２におけるデータ伸長処理回路２２を、圧縮映像データｄｖをエントロピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復号化回路２６と、このエントロピー復号化回路２６からの量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数データブロックを得る逆量子化回路２７と、この逆量子化回路２７からの係数データブロックを逆直交変換して映像データブロックに変換する逆直交変換回路２８と、この逆直交変換回路２８からの映像データブロックのブロックをほどいて映像データに復元するデブロッキング回路２９とを設けて構成し、制御用情報抽出回路４１を、逆直交変換回路２８とデブロッキング回路２９との間に挿入接続した場合においては、以下の動作を示すことになる。
【００７２】
まず、上記符号化処理装置１によって、伝送・蓄積された圧縮映像データｄｖがエントロピー復号化回路２６にて復号化処理されて量子化レベルに変換される。その後、逆量子化回路２７において、上記量子化レベルに対し、逆量子化処理が行なわれて係数データブロックが得られる。この係数データブロックは、後段の逆直交変換回路２８にて逆直交変換されて映像データブロックに変換される。
【００７３】
その後、通常は、上記映像データブロックが後段のデブロッキング回路２９にてそのブロックがほどかれることになるが、本発明においては、逆直交変換回路２８からの映像データブロック、特に垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されている制御データブロックＤｃＢを制御用情報抽出回路４１にて抽出する。
【００７４】
この場合、垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されている制御用情報ＤｃＢが、上記符号化処理装置１における制御用情報挿入回路３１によって量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるようになっているため、上記逆直交変換回路２８での逆直交変換を実行するための演算処理のたびに量子化歪みが積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ内容がそのまま維持されて抽出されることになる。
【００７５】
次に、上記制御用情報抽出回路４１として、上記所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データＤｃの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける多数の制御データＤｃ中、復号化された制御データブロックＤｃＢに対応した制御データＤｃを選択して出力する制御データ変換回路４３を設けた場合においては、以下の動作を行なうことになる。
【００７６】
まず、逆直交変換回路２８から逆直交変換後の映像データブロックが出力されることになるが、このとき、垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されているデータブロック（制御用情報）ＤｃＢが、制御用情報抽出回路４１を通じて抽出されることになる。
【００７７】
このときの制御用情報抽出回路４１における動作を説明すると、まず、制御データ変換回路４３において、変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロック中、抽出されたデータブロックＤｃＢに対応する制御データＤｃが選択される。この変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロックは、量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるように、上述した所定の規則に従って作成されている。そして、制御用情報抽出回路４１における制御データ変換回路４３から上記データブロックＤｃＢに対応した制御データＤｃが出力されることになる。この制御データＤｃは符号化処理装置１における制御用情報挿入回路３１に入力された制御データＤｃの内容と同じかそれと関連するデータ内容となっている。
【００７８】
このように、符号化処理装置１において垂直ブランキング期間に挿入した制御用情報ＤｃＢがデータ破壊を受けることなくそのままの状態で復号化処理装置にて取り出されることになる。
【００７９】
【実施例】
以下、本発明に係る信号処理システムを、画像圧縮方式のデジタルＶＴＲに適用した実施例（以下、単に実施例に係るＶＴＲと記す）を図１〜図１８を参照しながら説明する。
【００８０】
この実施例に係るＶＴＲは、図１及び図２に示すように、アナログ信号用入力端子φｉｎ１を介して入力されたアナログコンポーネント映像信号（Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ：以下、単に映像信号と記す）Ｓｖをデジタル変換した後のデジタルコンポーネント映像データ（以下、単に映像データと記す）Ｄｖ、あるいはデジタル信号用入力端子φｉｎ２に直接入力された映像データＤｖを画像圧縮して圧縮映像データｄｖとして記録媒体である磁気テープＴに記録する記録系１と、磁気テープＴに記録されている圧縮映像データｄｖを再生し、この再生した圧縮映像データｄｖに対してデータ伸張処理（エラー訂正及びデータ復号化処理）して再生映像データＤｖとし、該再生映像データＤｖを直接デジタル信号用出力端子φｏｕｔ２に出力する、あるいは更に上記再生映像データＤｖをアナログ変換して元の映像信号Ｓｖに復元してアナログ信号用出力端子φｏｕｔ１より出力する再生系２とを有して構成されている。
【００８１】
記録系１は、図示するように、アナログ信号用入力端子φｉｎ１及びスイッチング回路ＳＷを介して入力された映像信号Ｓｖをデジタル変換して例えば１０ビットの映像データＤｖとするＡ／Ｄ変換器３と、このＡ／Ｄ変換器３から出力される映像データＤｖ、あるいはデジタル信号入力端子φｉｎ２及びスイッチング回路ＳＷを介して入力された映像データＤｖを圧縮処理するデータ圧縮処理回路４と、このデータ圧縮処理回路４から出力される圧縮映像データＤｖを磁気テープＴに磁気的に記録する記録用磁気ヘッド５とを有して構成される。
【００８２】
データ圧縮処理回路４は、Ａ／Ｄ変換器３からの映像データＤｖをフィールドメモリあるいはフレームメモリを用いて水平方向４サンプル、垂直方向４ライン（以下、４×４単位という）を１つのブロックとするデータにまとめるブロッキング回路１１と、このブロッキング回路１１にてまとめられた４×４単位のデータを、離散コサイン変換するＦＤＣＴ回路１２と、このＦＤＣＴ回路１２から出力される係数データを再量子化する再量子化回路１３と、この再量子化回路１３からの量子化レベルを可変長符号化してデータ圧縮を行なう可変長符号化器（ＶＬＣ）１４と、このＶＬＣ１４からの可変長符号化データをＥＣＣ（ＥｒｒｏｒＣｏｒｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）の積符号構成となるようにブロック化し、更にこのブロック化されたデータにアウターパリティ符号及びインナーパリティ符号を付加するＥＣＣエンコーダ１５と、各パリティ符号が付加されたデータをシリアルデータに変換するチャンネルエンコーダ１６とを有して構成されている。
【００８３】
この記録系１には、ＦＤＣＴ変換後の情報量を検出し、更に可変長符号化後のデータ量を受け取って、再量子化回路１３における量子化のパラメータ（量子化テーブル内の量子化ステップレベル）を調節する情報量制御回路１７が接続されている。この情報量制御回路１７によって、可変長符号化後のデータ量が調節されることになる。
【００８４】
上記ブロッキング回路１１は、タイミング発生回路１８からのタイミング信号に基づいてフレームメモリ（図示せず）に保持された映像データを４×４単位にブロック化する。このブロック化に用いられるタイミング信号は、映像データの入力タイミング（例えば水平同期信号や垂直同期信号）に基づいてタイミング発生回路１８にて作成される。
【００８５】
また、この記録系１は、上記データ圧縮処理回路４の後段に、チャンネルエンコーダ１７から出力されるシリアルデータを増幅する増幅器（図示せず）と、この増幅器からの増幅されたシリアルデータを磁気テープＴに例えばヘリカルスキャン方式で磁気的に記録する記録用磁気ヘッド５を有する。
【００８６】
一方、再生系２は、図２に示すように、磁気テープＴに磁気記録された圧縮映像データｄｖを再生してシリアルデータとして再生する再生用磁気ヘッド２１と、この再生用磁気ヘッド２１からのシリアルデータを増幅する増幅器（図示せず）と、この増幅器からの増幅されたシリアルデータに対してデータ伸張処理（エラー訂正及びデータ復号化）処理して圧縮処理前の映像データ、即ち再生映像データＤｖに変換するデータ伸長処理回路２２と、このデータ伸長処理回路２２からの１０ビットの再生映像データＤｖをアナログ変換して元の映像信号（即ち、再生映像信号）Ｓｖに復元するＤ／Ａ変換器２３とを有して構成されている。Ｄ／Ａ変換器２３からの再生映像信号Ｓｖは出力端子φｏｕｔ１より取り出される。また、データ伸長処理回路２２からの１０ビットの再生映像データＤｖは、直接デジタル信号用出力端子φｏｕｔ２より取り出されるようになっている。
【００８７】
データ伸長処理回路２２は、上記増幅器からのシリアルデータ（圧縮映像データ）ｄｖをデータ検出してシリアル／パラレル変換するチャンネルデコーダ２４と、このチャンネルデコーダ２４からのパラレルデータに付加されているインナーパリティ符号及びアウターパリティ符号に基づいてエラー訂正を行ない、更にエラー訂正されたデータを可変長符号のワード単位に分解するＥＣＣデコーダ２５と、このＥＣＣデコーダ２５からのワード単位の分解データに対し、可変長復号化を行なう復号化器（ＶＬＤ）２６と、このＶＬＤ２６からの量子化レベルを逆量子化して係数データを得る逆量子化器２７と、この逆量子化器２７からの係数データを逆離散コサイン変換して４×４単位のデータに変換する逆離散コサイン変換回路（ＩＤＣＴ回路）２８と、このＩＤＣＴ回路２８からの４×４単位のデータに対し、デシャフリング、データ補間等を行なって再生映像データ（デジタルコンポーネント映像データ）Ｄｖに変換するデブロッキング回路２９とを有して構成されている。
【００８８】
そして、この実施例に係るＶＴＲは、記録系１におけるブロッキング回路１１とＦＤＣＴ回路１２の間に、ブロッキング回路１１から出力されるデータブロック群に対して４×４単位のデータブロックにて構成される制御データブロックＤｃＢを挿入するための制御データブロック挿入回路３１が挿入接続され、再生系２におけるＩＤＣＴ回路２８とデブロッキング回路２９の間に、ＩＤＣＴ回路２８から出力されるデータブロック群から４×４単位のデータブロックにて構成される制御データブロックＤｃＢを抽出するための制御データブロック抽出回路４１が挿入接続されて構成されている。
【００８９】
上記記録系１における制御データブロック挿入回路３１は、外部からの制御データＤｃが入力される入力端子φ１と、この入力端子φ１に供給された制御データＤｃを所定期間保持するメモリ３２と、このメモリ３２から読み出された制御データＤｃの内容に対応する制御データブロックＤｃＢを出力するデータブロック変換回路３３と、ブロッキング回路１１とＦＤＣＴ回路１２の信号ライン間に挿入接続され、上記データブロック変換回路３３からの制御データブロックＤｃＢを信号ラインに供給する挿入回路３４を有して構成されている。
【００９０】
上記メモリ３２は、入力端子φ１に供給された制御データＤｃを順次保持し、この保持している制御データＤｃをタイミング発生回路１８からの読出しクロックに基づいて順次後段のデータブロック変換回路３３に出力する。タイミング発生回路１８からの読出しクロックは、垂直ブランキング期間のうち、磁気テープＴに記録される有効な水平走査線（記録ライン）が出現するタイミングで出力される。
【００９１】
具体的には、ブロッキング回路１１におけるブロッキング処理にフィールドメモリを用いた場合、例えば６２５システムにおいては、図３（ａ）及び図５に示すように、垂直ブランキング期間における記録ラインが、奇数フィールドについて、７，８，９・・・であり、偶数フィールドについて、３２０，３２１，３２２・・・となっている。また、５２５システムの場合は、図３（ｂ），図４及び図６に示すように、垂直ブランキング期間における記録ラインが、奇数フィールドについて、１０，１１，１２・・・であり、偶数フィールドについて、２７３，２７４，２７５・・・となっている。
【００９２】
また、１つの制御データＤｃに対して、４×４単位の制御データブロックＤｃＢに変換されることから、上記読出しクロックの最初の出力は、６２５システムの場合、奇数フィールドにおいては、まず、図５に示すように、７ライン目にて１つのクロックを出力し、その後、この７ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【００９３】
上記７ライン目が終了した後は、次に、１１ライン目にて１つのクロックを出力し、以下同様に、この１１ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【００９４】
このように、読出しクロックの出力タイミングを制御することにより、最初に入力された制御データＤｃがデータブロック変換回路３３にて対応する４×４のデータブロックに変換され、後段の挿入回路３４において、上記変換されたデータブロックが、７ライン目における最初の４画素を水平方向とし、７ライン目から１０ライン目までの４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【００９５】
そして、２番目に入力された制御データＤｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変換されて、７ライン目における５〜８画素を水平方向とし、７ライン目から１０ライン目までの４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。以下同様に、３番目以降の制御データＤｃが順次対応する４×４のデータブロックに変換されて垂直ブランキング期間における記録ラインの所定の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【００９６】
７ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、１１ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御データＤｃの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当該ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブロックＤｃＢが挿入されていくことになる。
【００９７】
一方、偶数フィールドにおいては、３２０ライン目にて１つのクロックを出力し、その後、この３２０ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【００９８】
上記３２０ライン目が終了した後は、次に、３２４ライン目にて１つのクロックを出力し、以下同様に、この３２４ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【００９９】
このように、読出しクロックの出力タイミングを制御することにより、最初に入力された制御データがデータブロック変換回路３３にて対応する４×４のデータブロックに変換され、後段の挿入回路３４において、上記変換されたデータブロックが、３２０ライン目における最初の４画素を水平方向とし、３２０ライン目から３２３ライン目までの４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【０１００】
そして、２番目に入力された制御データＤｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変換されて、３２０ライン目における５〜８画素を水平方向とし、３２０ライン目から１０ライン目までの４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。以下同様に、３番目以降の制御データが順次対応する４×４のデータブロックに変換されて垂直ブランキング期間における記録ラインの所定の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【０１０１】
３２０ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、３２４ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御データの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当該ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブロックＤｃＢが挿入されていくことになる。
【０１０２】
なお、５２５システムについては、図６に示すように、奇数フィールドが１０ラインから始まり、偶数フィールドが２７３ラインから始まる点で異なるほかは、上記６２５システムと同じである。
【０１０３】
また、ブロッキング回路１１におけるブロッキング処理において、フレームメモリを用いた場合は、図７に示すように、奇数フィールドの画素データと偶数フィールドの画素データがすべてフレームメモリに展開されるため、例えば５２５システムにおいては、１０ライン目にて１つのクロックを出力し、その後、この１０ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【０１０４】
上記１０ライン目が終了した後は、次に、１２ライン目にて１つのクロックを出力し、以下同様に、この１２ラインが終了するまで、４画素読み出す毎に１つのクロックを出力する。
【０１０５】
このように、読出しクロックの出力タイミングを制御することにより、最初に入力された制御データＤｃがデータブロック変換回路３３にて対応する４×４のデータブロックに変換され、後段の挿入回路３４において、上記変換されたデータブロックが、１０ライン目における最初の４画素を水平方向とし、１０，２７３，１１及び２７４ラインにおける４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【０１０６】
そして、２番目に入力された制御データＤｃが、上記と同様にして、対応するデータブロックに変換されて、１０ライン目における５〜８画素を水平方向とし、１０，２７３，１１及び２７４ラインにおける４つの画素を垂直方向とする４×４の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。以下同様に、３番目以降の制御データＤｃが順次対応する４×４のデータブロックに変換されて垂直ブランキング期間における記録ラインの所定の制御データブロックＤｃＢとして挿入される。
【０１０７】
１０ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後、今度は、１２ライン目を１行目とする制御データブロックＤｃＢが制御データＤｃの供給に従って順次挿入される。以下同様に、当該ラインを１行目とする制御データブロックＤｃＢの挿入が終了した後は、順次４ライン飛びに、制御データブロックが挿入されていくことになる。
【０１０８】
上記例は、４×４単位のデータブロックに変換する例を示したが、その他、８×８単位の制御データブロックＤｃＢに変換する場合もある。この８×８単位の制御データブロックＤｃＢに関しては、上記例において、８×８単位の制御データブロックとして挿入されるほかは、上記例と同じであるため、その図示及び説明は省略する。
【０１０９】
一方、再生系２における制御データブロック抽出回路４１は、ＩＤＣＴ回路２８とデブロッキング回路２９の信号ライン間に挿入接続され、ＩＤＣＴ回路２８からのデータブロック群のうち、垂直ブランキング期間における制御データブロックＤｃＢを抽出する抽出回路４２と、この抽出回路４２からの制御データブロックＤｃＢの内容に対応する制御データＤｃを出力するデータ変換回路と、このデータ変換回路４２からの制御データＤｃを所定期間保持するメモリ４４とを有して構成されている。このメモリ４４から読み出された制御データＤｃは出力端子φ２を介してシリーズに取り出されることになる。
【０１１０】
メモリ４４から制御データＤｃを読み出すタイミングは、タイミング発生器４５からの読出しクロックの入力に基づいて行なわれる。読出しクロックは、デブロッキング回路２９から出力される映像データの出力タイミング（例えば水平同期信号や垂直同期信号）に基づいて作成される。
【０１１１】
そして、上記データ変換回路４３は、その内部に変換テーブルが格納されたメモリ（図示せず）を有する。この変換テーブルは、上記記録系１のデータブロック変換回路３３における変数テーブルとその構成がほぼ同じとされ、制御データＤｃのデータ値に対応して多数の制御データブロックＤｃＢが配列されて構成されている。
【０１１２】
そして、このデータ変換回路４３にて制御データブロックＤｃＢを制御データＤｃに変換する場合は、変換テーブルに配列登録されている多数の制御データブロックＤｃＢから、抽出回路４２から供給された制御データブロックＤｃＢの内容と一致する制御データブロックＤｃＢを検索し、検索完了時の検索用パラメータの値を制御データＤｃとして出力する。
【０１１３】
データ変換回路４３からの制御データＤｃは、一旦メモリ４４に格納され、垂直ブランキング期間のうち、対応する記録ラインが再生された段階で出力端子φ２より取り出される。
【０１１４】
ここで、上記変換テーブルに配列登録される制御データブロックＤｃＢの内容について以下に説明する。
【０１１５】
上記変換テーブルに配列登録される制御データブロックＤｃＢは、記録系１の再量子化処理において生じる量子化歪みの影響を受けないデータ列が選ばれている。このデータ列は、以下に示す規則に従って作成される。
【０１１６】
（規則１）
制御データブロックＤｃＢを構成する入力データ（サンプル）の空間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長Ｌｑにおける値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］Ｌ  を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義したとき、入力データＸｎが以下の関係を示すようにする。
【０１１７】
［Ｘｎ  ］Ｌｉｎ  ＝［Ｘｎ  ’・２（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）］Ｌｉｎ  
【０１１８】
（規則２）
最大の再量子化ステップの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せにする。
【０１１９】
（規則３）
最大の再量子化ステップの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データをＦＤＣＴ変換後の値がＬｇ倍になる組合せにする。
【０１２０】
まず、規則１について詳細に説明する。デジタルＶＴＲは、例えば４０ブロックを等長化の単位としているが、この場合、映像データＤｖは、再量子化によって、全体の歪みとなって上記再量子化の影響を受けることになる。そのため、映像そのものが失われることはないが、単純に映像データＤｖに該映像データＤｖとは異なる例えば制御データＤｃを付加した場合、この付加した制御データＤｃはデータビットそのものに意味があるため、上記再量子化による歪みによって、内容が全て失われることになる。従って、最悪のケースでは、上記制御データＤｃの１ビットさえもそのまま伝送できないことになる。
【０１２１】
しかしながら、デジタルＶＴＲ、特に、そのＦＤＣＴ変換等の直交変換を用いたビットレートリダクションにおいては、ＤＣ係数を特別扱いにし、上記のような条件にあるのはＡＣ係数のみである。これは、ＤＣ係数に冗長度が多く含まれるのに対し、重要な情報であるにも拘らずＤＣ係数にはほとんど含まれないからである。上記特別扱いの方法としては、ＤＣ係数の量子化に上限を持たせるのが一般的である。例えば、１０ビット以下には量子化しないなどである。ＡＣ係数の量子化ステップの上限が例えば４ビットとＤＣ係数に比べ非常に大きいことを考えれば、特別扱いと言える。システムによっては、上限を設定しない場合も有り得る。
【０１２２】
また、ＤＣ係数は、統計的な分布に偏りを持たないため、可変長符号化を適用しない。可変長符号化は、統計的な分布の偏りを利用することによって冗長度を削減する手法だからである。従って、ＤＣ係数は、固定長のデータとして扱う。固定長というのは、可変長のテーブルによって可変長符号に置き換えないという意味である。このことは、ＤＣ係数の量子化が、ビットシフトによるものだけである理由である。このように、量子化がビットシフトによるものだけということと、ＤＣ係数そのものの生成過程に乗算を含まないことがＤＣ係数の活用に大きな意味を持つ。
【０１２３】
このことから、ＤＣ係数の語長を１０ビット固定とした場合、そのＤＣ１０ビット分がデータ伝送に利用できることになる。具体的には、符号ビットを設定しない場合は、制御データＤｃとして、値０〜１０２４を伝送することができ、符号ビットを設定した場合は、値−５１１〜０〜＋５１１を伝送することができる。
【０１２４】
そして、ＤＣ係数の取り扱いは、図８に示すように、ＤＣ係数は固定長符号化し、ＡＣ係数は可変長符号化する。この場合、ＡＣ係数は再量子化による総量調整が行なわれて、さらなるデータ圧縮が実現される。このとき、ＡＣ係数は再量子化によって歪むが、ＤＣ係数は変化しない。
【０１２５】
このようなことから、映像データと異なる制御データ等の付加データを伝送する場合は、ＤＣ係数を利用することが有効であることがわかる。ＤＣ係数を利用するためには、空間面における同一変換ブロック内の入力データ（サンプル）を全て同じ値に設定する。図９に示すように、４×４の１６サンプルで１つのＤＣ係数が利用できる。換言すれば、１６サンプルで１０ビットのデータを伝送できるということになる。また、入力８ビットを想定した場合、８ビットの伝送となる。
【０１２６】
映像信号を８ビットの映像データとする場合において、垂直ブランキング期間中にどの位のデータ容量の制御データを挿入することができるか、簡単に計算すると、以下のようになる。
【０１２７】
・１６サンプルで８ビット
・ＹとＣが同数のブロックを持つから１６ビット
・４ライン中のブロック数＝７２０×４／１６
0003557657.tif 000006
【０１２８】
ところで、ＤＣ係数を利用する場合、垂直ブランキング期間中に挿入されるデータブロックを構成する１６サンプルは全て同じ値でなければならないが、これは以下の理由による。
【０１２９】
これまで、ＤＣ係数を固定長符号として扱ってきたが、実際は、ＤＣ係数もまた再量子化を受けている。ところが、ＤＣ係数に限って再量子化によって１０ビット以下にならないように再量子化ステップに上限を設けていることと、可変長符号化を掛けずにそのまま使っていることから固定長符号として説明してきたのである。従って、ＤＣ係数を利用するとき、再量子化歪みの影響を受けないために、上記条件、即ち、「データブロックを構成する１６サンプルは全て同じ値でなければならない」という条件が必要になる。
【０１３０】
ここで、簡単のため、空間面の同一ブロック内の入力データ（サンプル）が全て同じ値をとるときについて説明する。いま、例えば、５回の演算でＤＣ係数が求まり、更に各演算でダイナミックレンジが２倍になるとする。ＤＣ係数の量子化の上限が８ビットのときの例を図１０に示す。
【０１３１】
上記前提のもとでは、演算のたびに２倍であるから、下位ビットに０が詰まることになる。そして、直交変換による演算の結果、量子化位置まで０が詰まる、即ち量子化ステップの語長分０が詰まると、後の再量子化による歪みは生じないものとなる。
【０１３２】
その結果、再生系におけるＩＤＣＴ回路での演算において、量子化歪みの積み重なりは生じなくなり、入力データ（サンプル）が保存されることになる。
【０１３３】
一方、ＡＣ係数を利用する場合を図１１を参照しながら説明すると、この場合、量子化がビットシフト演算でないため、ＦＤＣＴ変換後の係数データ、特に量子化位置以下のデータがすべて０になるとは限らない。そのため、量子化によって歪みを持つことになり、ＩＤＣＴ変換の演算のたびに量子化歪みの最大値が２倍になる。図１１の例では、最終的に上位３ビットが利用できることになる。従って、ＡＣ係数を利用する場合は、再量子化ステップの最悪値がわかっていれば、データ伝送として利用できる係数上のビット数がわかり、同時に出力で有効となるビット数も判断できる。その結果、この有効となるビット数を利用しての情報のデータ伝送が可能となる。
【０１３４】
このように、上記関係式からわかることは、入力語長Ｌｉｎにおける入力データＸｎの内容と直交変換後の係数データの入力語長分の内容Ｘｎ’とが一致していることである。そして、ＤＣ係数を利用する場合は、係数データの入力語長以外の語長分のデータの内容はすべて０となっていることを示す。即ち、語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）分がすべて０となることを示す。語長（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）は、この場合、再量子化処理にて使用される再量子化ステップの語長を示すもので、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま入力語長分の係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【０１３５】
また、ＡＣ係数を利用する場合は、ある程度の歪は受けるが、必要な出力精度以下の歪みであるため、その後の再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま入力語長分の係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【０１３６】
このことから、ＤＣ係数を利用した場合及びＡＣ係数を利用した場合において、上記規則１にて作成されたデータブロックを制御データブロックＤｃＢとして映像データの垂直ブランキング期間に挿入したとしても、その後の再量子化処理にて量子化歪みによる影響を受けるということがなくなる。これは、磁気テープＴに記録した圧縮映像データｄｖを復号化して元の映像データＤｖに復元させる際に、量子化歪みに基づく制御データブロックＤｃＢの破壊（波形歪み）は生じないということを示すものであり、復元後の映像データＤｖからデータ内容がそのまま保持された制御データＤｃを取り出すことができることにつながる。
【０１３７】
次に、規則２について詳細に説明する。この規則２については、ＤＣ係数を利用する場合において、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合に有効となる。
【０１３８】
具体的に、まず、入力語長Ｌｉｎと語長Ｌｇとを加算した語長が、語長Ｌｃｏｅｆよりも大きい場合の不都合点について図１２（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
【０１３９】
前提として、図１２（ａ）に示すように、ＦＤＣＴ変換によってＤＣ係数が求まった段階で、ＤＣ係数の下位５ビットに０が詰まった場合を想定する。そして、この場合の量子化位置が下位７ビット目にあるとき、即ち、量子化ステップの語長が７ビットであるとき、その後の再量子化処理にて、ＤＣ係数を再量子化ステップにて除算した場合、ＤＣ係数における有効語長の下位２ビットを除算してしまい、量子化歪みを生じさせることになる。
【０１４０】
この場合、再生系のＩＤＣＴ変換において、上記再量子化による歪みが、図１２（ａ）中、斜線で示すように順次積み重なってしまい、情報を効率よく送れないという問題が生じる。この例では、１ビットのみしか送れないことになり実用的でない。
【０１４１】
そこで、この規則２においては、再量子化ステップの語長をＬｇとしたとき、変換ブロック内の１６サンプルを全て加算したときの結果が、Ｌｇ倍になる組合せとする。
【０１４２】
この組合せを簡単に実現させる一手法としては、サンプルに所定の桁数ほど０を挿入する方法がある。この手法は、サンプルに所定の桁数ほど０を挿入することによって、疑似的に規則１を満足させる方法である。上記所定の桁数は、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）−語長Ｌｃｏｅｆにて求めることができる。
【０１４３】
この方法によれば、例えば所定の桁数が２の場合、図１２（ｂ）に示すように、予め入力データの下位２ビットに０が挿入されたデータとなり、その後のＦＤＣＴ変換（５回の演算を想定）によって、ＤＣ係数データの下位７ビット全てに０が詰まることになる。即ち、量子化位置まで０が詰まることになり、その後の再量子化によって歪みは生じなくなる。
【０１４４】
このように、制御データブロックＤｃＢ内の各入力データを全部加算したときの結果が２Ｌｇ倍になる組合せとなるようにした場合、係数データの下位ビットに０が挿入されることになり、疑似的に再量子化ステップレベルの語長分０が並ぶことになる。その結果、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【０１４５】
次に、規則３について詳細に説明する。この規則３においては、ＡＣ係数を利用する場合において、特に、入力データの語長Ｌｉｎに対して最大量子化ステップの語長Ｌｇが１桁多い場合に有効となる。
【０１４６】
具体的に、入力データの語長Ｌｉｎに対して最大量子化ステップの語長Ｌｇが１桁多い場合においては、そのまま係数データを最大量子化ステップで除算して再量子化を行なった場合、再量子化による歪みが生じることになる。そこで、変換関数の基底を利用して係数面上の再量子化ステップに対する桁上げをおこなうような入力データ（サンプル）の組合せを選ぶことで、結果的に規則１の条件を満足させるようにする。
【０１４７】
４×４単位のデータブロックに対するＦＤＣＴ変換関数の基底は、以下の行列式で表わされる。
【０１４８】
【数５】
0003557657.tif 000007
【０１４９】
以下、上記規則３を満足する組合せを作成する手順について説明する。その前提として、簡単のために、最悪ケースの再量子化ステップにより、図１３に示すように、係数データの有効語長Ｌｑが４ビット、最悪ケースの再量子化ステップの語長Ｌｇが８ビット（図示せず）である場合を想定して説明する。４ビットの内訳は、この場合、−４，−３，−２，−１，０，１，２，３，４である。なお、制御データブロックの各入力データ（サンプル）の語長Ｌｉｎは１０ビットであり、係数データブロックの各係数データの語長Ｌｃｏｅｆは１２ビットである。
【０１５０】
上記４ビットの内訳のうち、４，−４は、変換全体が１箇所に集まったときに作られるＤＣ係数の場合であるため、結果的に−３〜３で総当たりの係数の組合せ（第１の組合せ）を作って、図１３に示すように、逆変換（ＩＤＣＴ変換）する。もちろん、上記４及び−４を含めた第１の組合せを作るようにしてもよい。
【０１５１】
そして、上記第１の組合せの中から空間面で−１，０，１（データ値としては、−２５６，０，＋２５６である）による組合せになるものを選ぶ（第２の組合せ）。その後、この第２の組合せをＦＤＣＴ変換し、得られた係数面上での組合せと第１の組合せとが全く同じになる組合せを選ぶ（第３の組合せ）。そして、この第３の組合せをＩＤＣＴ変換して求めたものが、規則３を満足する入力データ（サンプル）の組合せとなる。
【０１５２】
具体的な組合せの例を図１４〜図１８に示す。５２９組あるため、制御データＤｃとして、約９ビット分の情報を割り当てることができる。つまり、制御データＤｃの値として、符号ビットを設定しない場合は、例えば０〜５２８を用いることができ、符号ビットを設定した場合は、例えば−２６４〜０〜２６３を用いることができる。
【０１５３】
そして、上記組合せによるデータブロックを制御データブロックＤｃＢとして用いれば、ＦＤＣＴ変換において桁上がりが生じることになる。
【０１５４】
上記規則３に従った制御データブロックＤｃＢによれば、ＦＤＣＴ変換の際に、桁上がりが生じるため、最大の再量子化ステップの語長Ｌｇが入力語長Ｌｉｎよりも大きい場合においても、ある程度の歪は受けるが、必要な出力精度以下の歪みであるため、その後の再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【０１５５】
次に、再生系２の動作について簡単に説明する。まず、上記記録系１によって磁気テープＴに記録された圧縮映像データｄｖが再生用磁気ヘッド２１にて再生され、その後、ＶＬＤ２６にて復号化処理されて量子化レベルに変換される。その後、逆量子化回路２７において、上記量子化レベルに対し、逆量子化処理が行なわれて係数データブロックが得られる。この係数データブロックは、後段のＩＤＣＴ回路２８にてＩＤＣＴ変換されて映像データブロックに変換される。
【０１５６】
その後、通常は、上記映像データブロックが後段のデブロッキング回路２９にてそのブロックがほどかれることになるが、本実施例においては、ＩＤＣＴ変換回路２８からの映像データブロック、特に垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されている制御データブロックを抽出回路４２にて抽出する。
【０１５７】
この場合、垂直ブランキング期間に対応する部分に挿入されている制御データブロックＤｃＢが、上記記録系１における制御データブロック挿入回路３１によって量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されて挿入されるようになっているため、ＩＤＣＴ変換回路２８でのＩＤＣＴ変換を実行するための演算処理のたびに量子化歪みが積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ内容がそのまま維持されて抽出されることになる。
【０１５８】
抽出回路４２で抽出された制御データブロックＤｃＢは、制御データ変換回路４３に供給されて、該制御データ変換回路４３において、変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロック中、抽出された制御データブロックＤｃＢに対応する制御データＤｃが選択される。この変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロックは、記録系１における制御データブロック変換回路３３のメモリ（図示せず）内に格納された変換テーブルと同じデータブロックが配列登録されている。即ち、上記多数のデータブロックは、量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるように、上述した規則１，規則２又は規則３に従って作成されている。
【０１５９】
そして、上記制御データブロック抽出回路４１におけるデータ変換回路４３から上記抽出された制御データブロックＤｃＢに対応した制御データＤｃが出力されることになる。この制御データＤｃは記録系１における制御データブロック挿入回路３１に入力された制御データＤｃの内容と同じかそれと関連するデータ内容となっている。
【０１６０】
このように、記録系１における制御データブロック挿入回路３１において垂直ブランキング期間に挿入した制御データブロックＤｃＢがデータ破壊を受けることなくそのままの状態で再生系２における制御データブロック抽出回路４１にて取り出されることになり、これは、記録系１において垂直ブランキング期間のタイミングで挿入した制御データＤｃが、データ圧縮処理にて破壊されることなく、データ内容が維持された状態で再生系２にて読み出されることになることと等価となる。
【０１６１】
上述のように、この実施例に係るデジタルＶＴＲによれば、変換符号化によるビットリダクションを行なう場合において、例えば垂直ブランキング期間中に映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのまま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊されることがなく、従って、画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、デジタルＶＴＲの多機能化を促進させることができる。
【０１６２】
上記例は、制御データブロックＤｃＢを垂直ブランキング期間に対応する位置に挿入した例を示したが、その他水平ブランキング期間に対応する位置に挿入するようにしてもよい。
【０１６３】
上記例は、記録系１において作成された圧縮映像データｄｖを磁気テープＴに記録し、この記録された圧縮映像データｄｖを再生系２にて再生して元の映像信号Ｓｖに復元させるデジタルＶＴＲに適用した例を示したが、その他、圧縮映像データｄｖを光ファイバ等の通信路を通して伝送し、伝送された圧縮映像データｄｖを元の映像信号Ｓｖに復元するデータ通信装置にも適用することができる。
【０１６４】
この場合、通信路符号化処理を行なうＥＣＣエンコーダ１５と通信路復号化処理を行なうＥＣＣデコーダ２５の各符号化処理及び復号化処理の変換パラメータを、使用される通信路の特性に合わせて作成すればよい。
【０１６５】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る信号処理システムによれば、符号化処理装置におけるデータ圧縮処理回路の変換符号化処理の前段に、映像データの無効画像表示期間（例えば垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間）に対応する部分に量子化歪みを受けないデータ列で構成された制御用情報を挿入する制御用情報挿入回路を接続し、復号化処理装置におけるデータ伸長処理回路の変換復号化処理の後段に、上記制御用情報を抽出する制御用情報抽出回路を接続するようにしたので、変換符号化によるビットリダクションを行なう画像システムにおいて、例えば垂直ブランキング期間中に映像信号以外の情報信号（制御信号等）を付加してそのまま変換符号化処理に通しても、情報信号の内容が破壊されることがなく、画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進させることができる画像情報のほかに、上記制御信号等の画像情報以外の情報を伝送・蓄積することができ、画像システムの多機能化を促進させることができる。
【０１６６】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記符号化処理装置におけるデータ圧縮処理回路を、上記映像データを所定のブロック単位に分割するブロッキング回路と、このブロッキング回路からのデータブロックを直交変換して係数データブロックに変換する直交変換回路と、この直交変換回路からの係数データブロックに対し、再量子化処理を行なって量子化レベルを得る再量子化処理回路と、この再量子化処理回路からの量子化データブロックをエントロピー符号化処理して圧縮映像データとするエントロピー符号化回路とを設けて構成し、上記制御用情報挿入回路を、ブロッキング回路と直交変換回路との間に挿入接続するようにしたので、ブロッキング回路からのデータブロック（映像情報）は、その後の再量子化処理によって歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路からのデータブロック（制御用情報）は、量子化歪みを受けないデータ列で構成されているため、その後の再量子化処理において歪みを受けることがなく、データの内容が破壊されるということがない。
【０１６７】
従って、上記圧縮映像データ中、映像情報に関するデータ成分は、先の再量子化処理及びエントロピー符号化処理によって十分に圧縮された形で伝送・蓄積されるが、制御用情報に関するデータ成分は、データの内容が保持されたまま伝送・蓄積されることになる。
【０１６８】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記制御用情報挿入回路を、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数のデータブロック中、入力される制御データの内容に対応したデータブロックを選択して、制御データブロックとして出力するデータブロック変換回路を設けるようにしたので、上記ブロッキング回路からのデータブロック（映像情報）は、その後の再量子化処理によって歪みを受けることになるが、制御用情報挿入回路からのデータブロック（制御用情報）は、量子化歪みを受けないデータ列で構成されているため、上記再量子化処理において歪みを受けることがなく、データの内容が破壊されるということがない。
【０１６９】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記復号化処理装置における上記データ伸長処理回路を、上記データ再生手段からの再生データをエントロピー復号化処理して量子化レベルを得るエントロピー復号化回路と、上記エントロピー復号化回路からの量子化レベルに対し、逆量子化処理を行なって係数データブロックを得る逆量子化回路と、上記逆量子化回路からの上記係数データブロックを逆直交変換して映像データブロックに変換する逆直交変換回路と、上記逆直交変換回路からの上記映像データブロックのブロックをほどいて映像データに復元するデブロッキング回路とを設けて構成し、上記制御用情報抽出回路を、上記逆直交変換回路とデブロッキング回路との間に挿入接続するようにしたので、通常は、上記映像データブロックが後段のデブロッキング回路にてそのブロックがほどかれることになるが、本発明においては、逆直交変換回路からの映像データブロック、特に無効画像表示期間（例えば垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間）に対応する部分に挿入されているデータブロックを制御用情報抽出回路にて抽出することとなる。この場合、上記符号化処理装置における制御用情報挿入回路によって量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるようになっているため、上記逆直交変換回路での逆直交変換を実行するための演算処理のたびに量子化歪みが積み重なるということがなく、挿入した状態のデータ内容がそのまま維持されて抽出されることになる。
【０１７０】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記制御用情報抽出回路を、所定の規則に基づいて作成された多数のデータブロックが制御データの内容に対応させて配列登録された変換テーブルを有し、この変換テーブルにおける上記多数の制御データ中、復号化された制御データブロックに対応した制御データを選択して出力する制御データ変換回路を設けるようにしたので、信号変換回路において、変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロック中、抽出されたデータブロックに対応する制御データが選択されることになる。この場合、変換テーブルに配列登録されている多数のデータブロックは、量子化歪みの影響を受けないデータ列にて構成されるように、上述した所定の規則に従って作成されているため、制御用情報抽出回路における信号変換回路からデータブロックに対応した制御データが出力されることになる。
【０１７１】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記所定の規則を、入力データの空間面での語長をＬｉｎ、入力データ＝復元後のデータを満たすための係数面の語長をＬｃｏｅｆ、再量子化ステップによる再量子化を行なったときの有効語長をＬｑ、再量子化ステップレベルの語長をＬｇとし、語長（Ｌｉｎ＋Ｌｇ）が語長Ｌｃｏｅｆと同じである場合、係数データの上記有効語長における値をＸｎ’とし、関係式［Ｘ］Ｌ  を係数面における最上位ビットからの語長Ｌにおける値として定義したとき、入力データＸｎが関係式［Ｘｎ  ］Ｌｉｎ  ＝［Ｘｎ  ’・２（Ｌｃｏｅｆ−Ｌｑ）］Ｌｉｎ  を満足するようにしたので、上記所定の規則にて作成されたデータブロックを制御用情報として映像データの例えば垂直ブランキング期間に挿入したとしても、その後の再量子化処理にて量子化歪みによる影響を受けるということがなくなる。これは、通信路を通して伝送した圧縮映像データあるいは記録媒体に蓄積した圧縮映像データを復号化して元の映像データに復元させる際に、量子化歪みに基づくデータの破壊（波形歪み）は生じないということを示すものであり、復元後の映像データからデータ内容がそのまま保持された制御用情報を取り出すことができることにつながる。
【０１７２】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記所定の規則を、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロック内の各入力データを全部加算したときの結果がＬｇ倍になる組合せとなるようにしたので、特にＤＣ係数を利用した場合において、係数データの下位ビットに０が挿入されることになり、疑似的に再量子化ステップレベルの語長分０が並ぶことになる。その結果、再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップレベルで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないこととなる。
【０１７３】
また、本発明に係る信号処理システムは、上記構成において、上記所定の規則を、上記所定の規則を、最大の再量子化ステップレベルの係数面での語長をＬｇとしたとき、制御データブロック内の各入力データを直交変換した後の値がＬｇ倍になる組合せとなるようにしたので、特に、ＡＣ係数を利用した場合において、ある程度の歪は受けるが、必要な出力精度以下の歪みであるため、その後の再量子化処理にて上記係数データをこの再量子化ステップレベルで除算したとしても、そのまま係数データが量子化レベル（整数値）としてまるめられ、再量子化による歪みは生じないことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号処理システムを、画像圧縮方式のデジタルＶＴＲに適用した実施例（以下、単に実施例に係るＶＴＲと記す）の記録系の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例に係るＶＴＲの再生系の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例に係るデジタルＶＴＲに入力される映像信号の垂直ブランキング期間における記録ラインの入力タイミングを示すタイミングチャートであり、同図（ａ）は６２５システムを示し、同図（ｂ）は５２５システムを示す。
【図４】本実施例に係るデジタルＶＴＲ（５２５システムの場合）に入力される映像信号の垂直ブランキング期間における奇数フィールド及び偶数フィールドでの記録ラインの入力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】６２５システム（フィールドメモリを使用した場合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図である。
【図６】５２５システム（フィールドメモリを使用した場合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図である。
【図７】５２５システム（フレームメモリを使用した場合）での制御データブロックの挿入位置を示す概念図である。
【図８】ＡＣ係数に対する再量子化による総量調整を示す概念図である。
【図９】空間面における変換ブロック内の１６サンプルに対する直交変換（ＦＤＣＴ）を示す概念図である。
【図１０】ＤＣＴ変換（５回演算）によってＤＣ係数を求めるまでの加算処理と、ＤＣＴ変換後のＤＣ係数データの語調Ｌｃｏｅｆが有効語調Ｌｑと量子化ステップの語調Ｌｇを合わせたものである場合の規則１の効果を示す概念図である。
【図１１】再量子化によって量子化歪みが生じた場合の不都合点を示す概念図である。
【図１２】ＤＣＴ変換（５回演算）後のＤＣ係数データの語調Ｌｃｏｅｆが、有効語調Ｌｑと量子化ステップの語調Ｌｇを合わせた語調よりも小さい場合の効果を示す概念図であり、同図（ａ）は再量子化にて量子化歪みが生じた場合の不都合を示し、同図（ｂ）は規則２による効果を示す概念図である。
【図１３】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの作成手順を示す概念図である。
【図１４】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を示す図（その１）である。
【図１５】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を示す図（その２）である。
【図１６】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を示す図（その３）である。
【図１７】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を示す図（その４）である。
【図１８】規則３のうち、サンプルが−１，０，１（−２５６，０，＋２５６）のみで構成された組合せの例を示す図（その５）である。
【図１９】ＤＣＴ変換−逆変換（ＩＤＣＴ）における有効語長のイメージを示す概念図である。
【図２０】再量子化ステップによる歪みの出力への影響のイメージを示す概念図である。
【図２１】ＤＣＴ変換（５回演算）によってＤＣ係数を求め、量子化・逆量子化の後、逆変換を行なって出力を得るまでの語調の変化を示す概念図を示し、同図（ａ）は全体の流れを示し、同図（ｂ）は再量子化によって量子化歪みが生じた場合の不都合点を示す。
【符号の説明】
１  記録系
２  再生系
３  Ａ／Ｄ変換器
４  データ圧縮処理回路
５  記録用磁気ヘッド
１１  ブロッキング回路
１２  ＦＤＣＴ（離散コサイン変換）回路
１３  再量子化回路
１４  ＶＬＣ（可変長符号化器）
１５  ＥＣＣエンコーダ
１６  チャンネルエンコーダ
１７  情報量制御回路
１８  タイミング発生器
２１  再生用磁気ヘッド
２２  データ伸長処理回路
２３  Ｄ／Ａ変換器
２４  チャンネルデコーダ
２５  ＥＣＣデコーダ
２６  ＶＬＤ（可変長復号化器）
２７  逆量子化回路
２８  ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）回路
２９  デブロッキング回路
３１  制御データブロック挿入回路
３２  メモリ
３３  データブロック変換回路
３４  挿入回路
４１  制御データブロック抽出回路
４２  抽出回路
４３  データ変換回路
４４  メモリ
４５  タイミング発生器
【図１】
0003557657.tif 000008
【図２】
0003557657.tif 000009
【図３】
0003557657.tif 000010
【図４】
0003557657.tif 000011
【図５】
0003557657.tif 000012
【図６】
0003557657.tif 000013
【図７】
0003557657.tif 000014
【図８】
0003557657.tif 000015
【図９】
0003557657.tif 000016
【図１０】
0003557657.tif 000017
【図１１】
0003557657.tif 000018
【図１２】
0003557657.tif 000019
【図１３】
0003557657.tif 000020
【図１４】
0003557657.tif 000021
【図１５】
0003557657.tif 000022
【図１６】
0003557657.tif 000023
【図１７】
0003557657.tif 000024
【図１８】
0003557657.tif 000025
【図１９】
0003557657.tif 000026
【図２０】
0003557657.tif 000027
【図２１】
0003557657.tif 000028