(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナルのビデオブロック及び／又はオーディオブロックであるオリジナルのブロックの系列を、符号化されたビデオブロック及び／又はオーディオブロックである符号化されたブロックの系列に変換するディジタル符号器であって、上記オリジナルのブロック及び上記符号化されたブロックはＮビットの２進組合せを有し、上記オリジナルのブロックに含まれるＮビットの２進組合せは０又は２Ｎ−１に等しい１０進表現に対応する端の２進組み合わせを有する、ディジタル符号器であり：
上記オリジナルのブロックの各々の２進組合せを、上記端の２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１を表す性質情報項目と、上記オリジナルのブロックにおいて上記端の２進組合せが占める位置を表す位置情報項目と、を有するＮビットの符号化された２進組合せとして符号化する手段を有し；
符号化時に、最初の端の２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１を表す性質情報項目及び上記オリジナルのブロックにおける位置を表す位置情報項目を示す符号語が、上記符号化されたブロックの先頭に付加され；
更に、符号化時に、次の位置の２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１を表す性質情報項目及び上記オリジナルのブロックにおける位置を表す位置情報項目が、上記２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１に対応する符号語に含まれる；
ことを特徴とするディジタル符号器。
【請求項２】
上記オリジナルのブロックにおける端の２進組合せの存在を検出し、かつ、上記端の２進組合せに対応する上記性質情報項目を生成する、検出器；及び
上記オリジナルのブロックの開始位置に対する上記端の２進組合せの位置を表す上記位置情報項目を生成するための計数回路；
を更に有することを特徴とする請求項１記載のディジタル符号器。
【請求項３】
上記符号化されたブロックが端の２進組合せを有しないことを示すためのフラグ２進組合せを生成する手段であって、上記フラグ２進組合せは、当該ディジタル符号器により出力された上記符号化されたブロックのオーバーフローを示す位置情報項目を有する、手段、を有する、ことを特徴とする請求項１記載のディジタル符号器。
【請求項４】
符号化されたビデオブロック及び／又はオーディオブロックである符号化されたブロックの系列から、オリジナルのビデオブロック及び／又はオーディオブロックであるオリジナルのブロックの系列を再構成するディジタル復号器であって、上記オリジナルのブロック及び上記符号化されたブロックはＮビットの２進組合せを有し、上記オリジナルのブロックに含まれるＮビットの２進組合せは０又は２Ｎ−１に等しい１０進表現に対応する端の２進組み合わせを有する、ディジタル復号器であり：
受信する各々の符号化されたブロックについて、オリジナルのブロックの端の２進組合せに対応するＮビットの符号化された２進組合せを抽出する手段であって、上記符号化された２進組合せは、２進組合せが上記オリジナルのブロックにおいてとるべき１０進表現０又は２Ｎ−１を与える性質情報項目と、上記２進組合せが上記オリジナルのブロックにおいて占めるべき位置を与える位置情報項目と、を有し；
復号化時に、上記オリジナルのブロックにおける最初の端の２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１を表す性質情報項目及び上記オリジナルのブロックにおける位置を表す位置情報項目がは、上記符号化されたブロックの先頭の符号語から抽出され；
更に、復号化時に、次の位置の２進組合せの１０進表現０又は２Ｎ−１を表す性質情報項目及び上記オリジナルのブロックにおける位置を表す位置情報項目がは、上記２進組合せの１０進表現の上記０又は２Ｎ−１に対応する符号語から抽出される；
ことを特徴とするディジタル復号器。
【請求項５】
所定の符号化されたブロック内で、端の２進組合せが上記符号化されたブロックにおいて先行する上記端の２進組合せに対して上記オリジナルのブロックで取るべき相対位置を検出するカウントダウン回路を有する、ことを特徴とする請求項４記載のディジタル復号器。
【請求項６】
上記カウントダウン回路により出力されたカウントダウン信号及び上記性質情報項目を用いて、上記符号化されたブロックに含まれるデータに基づいて上記ビデオブロック及び／又は上記オーディオブロックを再生する回路を有する、ことを特徴とする請求項５記載のディジタル復号器。
【請求項７】
符号器と、ディジタルビデオレコーダと、復号器とを有する、ビデオデータ及びオーディオデータを記録する及び読み取るシステムであって、上記符号器は請求項１乃至３のいずれか１項記載のディジタル符号器であり、上記復号器は請求項４乃至６のいずれか１項記載のディジタル復号器である、ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２進データシーケンスの記録、特に、ディジタルビデオレコーダを用いる２進データシーケンスの記録に関する。本発明は、特に対象のディジタルデータがビデオ及び／又はオーディオデータである専門家の分野に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
２進データシーケンスは、ディジタルレコーダ又はディジタルビデオレコーダを用いて記録することが可能である。ディジタルレコーダは非常に高価である。ディジタルビデオレコーダはコストを低下させるため使用される。しかし、ディジタルビデオレコーダの使用には多数の欠点がある。特に、ビデオ及び／又はオーディオデータがＮビットのビット数で符号化されるならば、ディジタルビデオレコーダの場合に、０００．．．０（１０進表記の０）及び１１１．．．１（１０進表記の２Ｎ−１）として表わされるビットの２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値は、同期語として確保されることが知られている。当業者に公知の如く、４：２：２形式ビデオフォーマットに起因して２進組合せの１０進表現の最小値０及び最大値２Ｎ−１ が同期語に割り当てられる。以下の説明では、２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値は禁制組合せとも称される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術によれば、禁制組合せを削除するため、ディジタルビデオレコーダへの入力でディジタル符号器を使用することが提案されている。従来技術のディジタル符号器は情報レートを著しく低減する。例えば、８／９符号化を使用する符号器は、必ず１０％のオーダーのレート低下を伴う。このタイプのレート低下はビデオレコーダが記録し得るデータの数を非常に実質的に削減する。本発明は上記従来技術の問題点の解決を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｎビットの２進組合せからなるビデオ及び／又はオーディオブロックの系列を、一つのビデオ及び／又はオーディオブロックに対応してＮビットの２進組合せにより構成された各２進データブロックの系列に変換するディジタル符号器に関する。本発明の符号器は、各ビデオ及び／又はオーディオブロックの各２進組合せの１０進表現の最小値０又は最大値２Ｎ−１を、２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値の性質０又は２Ｎ−１ を表わす性質情報項目（Ｉｎ）と、上記の２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値が上記ビデオブロック内で占有する位置を表わす位置情報項目（Ｉｐ）とにより構成された符号化２進組合せの形式に符号化する手段（１２）よりなる。
【０００５】
以下に説明するように、各ビデオ及び／又はオーディオブロックの各２進組合せの１０進表現の最小値０又は最大値２Ｎ−１ を符号化する上記手段（１２）は、ビデオ及び／又はオーディオブロック内で２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値の存否を検出し、検出された２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値の性質を表わす性質情報項目（Ｉｎ）を発生させる検出器（４）と、上記検出された２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値の位置情報項目（Ｉｐ）を発生させる計数回路（６）とからなる。
【０００６】
本発明による符号器は、発生した上記２進組合せを順番に並べる手段（７，８，９，１０，１１）を更に有する。また、本発明は、Ｎビットの２進組合せからなる２進データブロックの系列から、Ｎビットの２進組合せからなるビデオ及び／又はオーディオブロックの系列を再生するディジタル復号器（３）に関係する。本発明の復号器は、受信した各２進データブロック（ＦＢＳ）に対し、ビデオ及び／又はオーディオブロックの２進組合せの１０進表現の最小値０又は最大値２Ｎ−１に対応して、ビデオ及び／又はオーディオブロックの２進組合せが取るべき性質０又は２Ｎ−１を表わす性質情報項目（Ｉｎ）と、上記の２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値が上記ビデオブロック内で占有すべき位置を表わす位置情報項目（Ｉｐ）とからなる符号化２進組合せを取得する手段（１３）により構成される。
【０００７】
本発明は、更に、上記本発明による符号器と、ディジタルビデオレコーダと、上記本発明による復号器との組合せにより構成されるビデオ及び／又はオーディオデータを記録及び／又は読み取るシステムに関係する。本発明による符号器の一つの利点は、従来技術よりも発生される量が遙かに少ない２進データシーケンスを構成するデータのレートを低下させる点である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下の好ましい実施例の説明により明らかになる。全ての図面を通じて同じ参照番号は同じ素子を表わす。図１にはディジタルビデオ信号から生ずる２進データブロックをディジタルビデオレコーダを使用して記録するシステムのブロック構成図が示される。
【０００９】
図１に示されたシステムは、符号器１と、ディジタルレコーダ２と、復号器３とからなる。符号器１は、入力されたディジタルビデオ信号ＶＥを２進データシーケンスＦＢＥに変換する。上記の如く、符号器は２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値、即ち、０及び２Ｎ−１ の組合せを除外する。但し、Ｎはディジタルビデオデータが符号化されるビット数を表わす。２進データシーケンスＦＢＥは、ディジタルビデオレコーダ２によって記録され、２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値はビデオレコーダの同期信号に割り当てられる。ビデオレコーダ２に記録された情報が読み取られるとき、ビデオレコーダ２によって出力された２進データのシーケンスＦＢＳは、ディジタルビデオ情報ＶＳを生成する復号器３に送られる。
【００１０】
以下に説明する如く、符号器１の入力信号及び復号器３の出力信号は、夫々のディジタルビデオ信号ＶＥ及びディジタルビデオ情報ＶＳの他に同期信号Ｓを含む。この同期信号は、ブロック構成だけを表わす図１には示されていない。簡単のため、以下の説明では、Ｎ＝８の場合を想定する。しかし、本発明はＮが８以外の任意の整数の場合にも適用される。図２には本発明による符号器の構成図が示される。符号器１の入力に与えられる信号は、ディジタルビデオ及び／又はオーディオ信号ＶＥと同期信号Ｓとからなる。上記の如く、Ｎ＝８の場合の実施例に基づいて符号器１を説明する。
【００１１】
ビデオ及び／又はオーディオ信号ＶＥは、各クロックサイクルにブロックで到達した８ビット又はバイトに亘り符号化されたディジタルデータにより構成される。信号Ｓは各ブロックの開始を識別させる同期信号である。本発明による符号器の原理は、２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値の性質０又は２５５を表わす情報項目と、その２進組合せの１０進表現の最小値又は最大値がビデオ及び／又はオーディオブロック内で占有する位置を表わす情報項目とからなるバイトの形式に各ビデオ及び／又はオーディオブロックの２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値を符号化することである。
【００１２】
本発明によれば、各禁制バイト又は禁制組合せ（２進組合せの１０進表現の最小値及び最大値を表す）の性質はそのバイトの８ビットの中の１ビットにより表わされ、位置は残りの７ビットで表わされる。本発明の好ましい実施例によれば、禁制バイトの性質を表わすビットは、一般的にＭＳＢと称される最上位ビットである。しかし、禁制バイトの性質を表わすビットは、一般的にＬＳＢと称される最下位ビット、或いは、最上位ビットと最下位ビットとの間にあるほかのいずれのビットでも構わない。
【００１３】
好ましくは、禁制バイトの性質を表わすビットが取り得る二つの値の中で、値０は禁制バイトが１０進表記の値０を有することを示し、値１は禁制バイトが１０進表記の値２５５を有することを表わす。しかし、本発明は逆の場合にも関係し、即ち、値０は禁制バイトが値２５５を有することを示し、値１は禁制バイトが値０を有することを示してもよい。
【００１４】
各禁制バイトの位置は７ビットにより表わされる。この位置は、１乃至１２６の１２６個の異なる値を用いて評価される。ブロックの先頭にある値１２６は、ブロックに禁制バイトが含まれないことを示す。最初の禁制バイトの位置情報項目は、そのバイトがビデオ及び／又はオーディオブロック内で占める実際の位置を表わす。本発明の好ましい実施例によれば、最初の禁制バイトの後に続く各禁制バイトの位置情報項目は、禁制バイトが先行する禁制バイトの位置に関して占める相対位置を表わす。
【００１５】
本発明の他の実施例によれば、最初の禁制バイトに続く各禁制バイトの位置情報項目は、各禁制バイトがブロック内で占有する絶対位置を表わす。本発明によれば、符号器によって出力された２進データの先頭にあるバイトは、最初の禁制２進バイトを表わす符号化バイトである。最初の禁制２進バイトに続く禁制２進バイトを表わす符号化バイトは、符号器によって出力された２進データブロック内に異なる方法で配置されても良い。
【００１６】
一般的に言うと、ビデオ及び／又はオーディオブロックは、増加的な連続したランクｘ，ｙ，．．．，ｊ，．．．，ｚの禁制バイトが内部に現れるバイトの系列からなり、但し、ランク１はブロックの最初のバイトのランクを表わす。本発明の好ましい実施例によれば、本発明による符号器によって出力され、上記の如くビデオ及び／又はオーディオブロックと関係した２進データブロックはバイトの系列により構成され、その系列内で種々の禁制バイトと対応した符号化バイトは連続したランクとしてランク１，ｘ＋１，．．．，ｙ＋１，．．．，ｊ＋１を有する。
【００１７】
本発明によれば、フラグバイトは、ビデオデータブロックがそれ以上禁制バイトを含まない旨を示し得る。このフラグバイトは、禁制バイトを表わす符号化バイトと同じ方法で取得される点が有利である。従って、フラグバイトは性質情報項目及び位置情報項目により構成される。例えば、フラグバイトの性質情報項目は、ブロックの中の最後の禁制バイトの最上位ビットでもよい。位置情報項目はブロックのオーバーフローを示す２進組合せにより構成される。フラグバイトの位置情報項目は、フラグバイトが属するブロックの後に続くブロックの最初の禁制バイトの位置を示し得る。
【００１８】
例えば、本発明の好ましい実施例によれば、以下の６個の連続した１０進表記のバイト１５，０，１２，２５５，０，１４を含むビデオデータブロックは、以下の７個の連続したバイト２，１５，１３０，１２，１，２，１４のブロックを作成することが可能であり、ここで、１４の直前にある２がフラグバイトを表わす。
【００１９】
図２は、本発明の好ましい実施例による符号化を実施する符号器の構成図である。上記の如く、符号器１の入力に供給される信号は、ディジタルビデオ及び／又はオーディオ信号ＶＥと、信号ＶＥの各ブロックの開始を識別させ得る同期信号Ｓとにより構成される。禁制バイトを置き換えるため計算された種々のバイトは、性質情報項目Ｉｎ及び位置情報項目Ｉｐとからなる。本発明の好ましい実施例によれば、性質情報項目Ｉｎは禁制バイトの最上位ビットＭＳＢからなり、位置情報項目Ｉｐは禁制バイトの下位７ビットからなる。
【００２０】
検出器４とＯＲ論理回路５とカウンタ６とを含む回路ブロック１２は、ディジタルビデオ信号ＶＥを情報項目Ｉｎ及びＩｐに変換することが可能である。検出器４は、禁制バイトの存否に関する情報項目Ｉｐｏと禁制バイトの性質情報項目Ｉｎとからなる二つの情報項目を供給することが可能である。情報項目Ｉｐｏは、同期信号Ｓと共に、ＯＲ論理回路５に供給される。ＯＲ論理回路５によって出力された信号は、カウンタ６のリセット信号をなす。かくして、カウンタ６は、ブロックの開始を示す同期信号又はブロック内の禁制バイトの存在を表わす情報の到着時にリセットされる。
【００２１】
回路ブロック１２によって出力される情報項目Ｉｎ及びＩｐは、取得されると同時にメモり８に記憶される。信号ＶＥが１０進表記の６個の連続したバイト１５，０，１２，２５５，０，１４により構成される上記実施例の場合に、メモリ８は連続したバイト２，１３０，１，２を記憶する。
【００２２】
信号ＶＥ及びＳは、回路ブロック１２に供給されるだけではなく、夫々、遅延回路７及び９に供給される。遅延回路７及び９は、少なくとも１ブロック間隔と一致する遅延を生ずる。図２ではＶＥＲのように示される遅延された信号ＶＥは、検出器４と同じタイプの検出器１０に供給される。マルチプレクサ１１は、入力信号として、遅延回路７によって出力された信号ＶＥＲと、メモリ８によって出力された新しいバイトＮＯとを受ける。検出器１０によって出力された信号ＳＤは、マルチプレクサ１１に供給される制御信号として作用し、マルチプレクサ１１は遅延された同期信号ＳＲを更に受ける。信号ＳＤ及びＳＲは、信号ＶＥＲ及び新しいバイトＮＯが出力信号ＦＢＥとして禁制バイトが除かれた２進データシーケンスを形成し得るように作用する。
【００２３】
信号ＶＥが１０進表記の６個の連続したバイト１５，０，１２，２５５，０，１４により構成される上記実施例によれば、信号ＦＢＥは連続したバイト２，１５，１３０，１２，１，２，１４により構成される。
【００２４】
遅延した同期信号ＳＲは、信号ＦＢＥと共に、本発明による符号器１の出力信号を形成する。本発明によれば、情報に関する符号化コストは、ブロックのサイズとは無関係に１ブロック当たり１バイトである。従って、できる限り大きいブロックを作成することが有利である。Ｎ＝８として選択された実施例の場合に、ビデオデータバイトの１ブロックは最大１２５バイトまで含み得る。
【００２５】
本発明によれば、情報に関する符号化の最大コストは、１／２N-3  に一致する。上記表現内の数字３は、二つの禁制値と、ブロックが禁制値を含まないということを示す情報とを表わす。この結果として、Ｎ＝８の場合に、最大コストは約３％に一致する。図３は本発明による復号器の構成図である。本発明による復号器の原理は、本発明による符号器によって出力された２進組合せのような２進組合せにより構成された２進データブロックから、Ｎビットの２進組合せにより構成されたビデオ及び／又はオーディオブロックの系列を再生することである。
【００２６】
上記目的のため復号器３は、受信した２進組合せストリームから、性質情報項目Ｉｎ及び位置情報項目Ｉｐにより構成され、ビデオ及び／又はオーディオブロックの２進組合せの１０進表現の最小値０又は最大値２Ｎ−１に対応する符号化組合せを取得する回路１３からなる。復号器３は、カウントダウン回路１４と、遅延回路１５及び１９と、ビデオ及び／又はオーディオデータ再生回路１６とを更に有する。
【００２７】
取得回路１３は、ディジタルビデオレコーダにより出力され、記録された情報ＦＢＥに対応する信号ＦＢＳを入力側で受ける。ブロックの最初の禁制バイトに関係したデータＩｎ及びＩｐが同期信号ＳＲの影響下で信号ＦＢＳから発生される。最初の禁制バイトの後に続く禁制バイトに関係したデータＩｎ及びＩｐは、カウントダウンの終了を示す信号ＣＥの影響下で信号ＦＢＳから発生される。信号ＣＥは、取得回路１３によって出力されたデータＩｐを入力信号として受けるカウントダウン回路１４から出力される。カウントダウン回路１４は、各２進データブロック内で先行する禁制バイトに対する禁制バイトの相対位置を検出する機能を有する。
【００２８】
再生回路１６の入力信号は、回路１９によって遅延された２進データシーケンスＦＢＳと、カウントダウンの終了を示す信号ＣＥと、回路１５によって遅延されたデータＩｎとである。回路１５によってデータＩｎに対し加えられた遅延は、回路１４によってデータＩｐに加えられた遅延を補償する役割を果たし、回路１９によって情報ＦＢＳに加えられた遅延は、データＩｐ及びデータＩｎに対し夫々の回路１３，１４及び１３，１５によって加えられた遅延を補償する役割を果たす。
【００２９】
回路１６の出力信号は、ビデオレコーダによって記録された入力信号ＶＥを表わすビデオ信号ＶＳを含む。回路１６は、以下の条件もし  信号ＣＥ＝１  かつ  遅延された情報Ｉｎ＝１  ならば、１０進表記信号で、信号ＶＳ＝２５５  であり、もし  信号ＣＥ＝１  かつ  遅延された情報Ｉｎ＝０  ならば、１０進表記信号で、信号ＶＳ＝２５５  であり、もし  信号ＣＥ＝０  ならば、信号ＶＳ＝遅延された信号ＦＢＳ  であるに従って動作する論理回路により構成される。
【００３０】
本発明の一つの利点は、従来技術の符号器よりも動作が単純な復号器を生成することである。これにより、本発明の復号器は低価格であるという効果が得られる。図１にブロック図が示されたシステムにおいて、復号器の数は、一般的に、符号器の数よりも多い。例えば、衛星放送番組の場合に、伝送には一台の符号器で充分であるが、数千台又は数百台の復号器が受信のため必要とされる。従って、本発明によれば、係るシステムのコストが低減される利点が得られる。
【００３１】
【実施例】
図４には、ディジタルビデオレコーダを用いて、ディジタルビデオ信号から発生した２進データを記録する応用例が示されている。この応用例によれば、本発明による符号器１に入来するビデオ信号ＶＥは、二つのビデオ信号ＶＥ１とＶＥ２の多重化により発生される。信号ＶＥ１及びＶＥ２はマルチプレクサ１７により多重化される。相補的な形で、復号器３によって出力された出力ビデオ信号ＶＳは、入力ビデオ信号ＶＥ１及びＶＥ２に夫々対応した出力ビデオ信号ＶＳ１及びＶＳ２を生成するためデマルチプレクサ１８により分割される。
【００３２】
２進データシーケンスの形式で記録され得る情報量が増加するので、一台のビデオレコーダを用いて、複数の多重化されたビデオソースを記録することが可能になる。図４に示された構成の一つの具体的な応用は、高品位テレビジョンの分野である。従来技術によれば、高品位テレビジョン信号は、二つのビデオ信号ＶＥ１及びＶＥ２に分割される。そのため、各信号には、ミキサ及び必要に応じた特殊効果発生器と共に、専用のディジタルビデオレコーダが必要とされる。従って、高品位テレビ局を形成するビデオレコーダ、ミキサ、特殊効果発生器等の種々の機器は全て２重化される。
【００３３】
本発明によれば、上記機器の台数を２倍にさせる必要が無くなり、１台のビデオレコーダと、１台のミキサと、１台の特殊効果発生器等だけで二つのビデオ信号ＶＥ１及びＶＥ２が充分に処理される利点が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による符号器の一つの利点は、従来技術よりも発生される量が遙かに少ない２進データシーケンスを構成するデータのレートを低下させる点である。本発明の一つの利点は従来技術の符号器よりも動作が単純な復号器を生成することである。従って、本発明の復号器は低価格であるという効果が得られる。
【００３５】
図１にブロック図が示されたシステムにおいて、復号器の数は、一般的に符号器の数よりも多い。例えば、衛星放送番組の場合に、伝送には一台の符号器で充分であるが、数千台又は数百台の復号器が受信のため必要とされる。従って、本発明によれば、係るシステムのコストが低減される利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタルビデオ信号から生ずる２進データブロックをディジタルビデオレコーダを使用して記録するシステムのブロック構成図である。
【図２】本発明による符号器の構成図である。
【図３】本発明による復号器の構成図である。
【図４】ディジタルビデオ信号から生ずる２進データブロックをディジタルビデオレコーダを使用して記録するシステムの応用例の構成図である。
【符号の説明】
１    符号器
２    ディジタルビデオレコーダ
３    復号器
４，１０    検出器
５    ＯＲ論理回路
６    カウンタ
７，９，１５，１９    遅延回路
８    メモリ
１１    マルチプレクサ
１２    回路ブロック
１３    取得回路
１４    カウントダウン回路
１６    ビデオ及び／又はオーディオデータ再生回路
【図１】
0004740428.tif 000002
【図２】
0004740428.tif 000003
【図３】
0004740428.tif 000004
【図４】
0004740428.tif 000005