(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理装置において、
アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力された該アナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、
ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち、上記インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ビデオ信号に対して上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、
上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記インターフェイス選択手段により上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定手段により設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と
を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記アナログインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度を、上記ディジタルインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号処理装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記量子化スケール値が大きい場合に対応する上記量子化丸め精度を、上記量子化スケール値が小さい場合に対応する場合の上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の信号処理装置において、
上記量子化手段により上記量子化された上記ＤＣＴ係数を可変長符号化する可変長符号化手段をさらに有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項５】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化してビデオ信号を圧縮符号化する信号処理方法において、
アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、
上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記アナログインターフェイスおよび上記ディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定のステップにより設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと
を有することを特徴とする信号処理方法。
【請求項６】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録する記録装置において、
アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力された該アナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、
ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち、上記インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ビデオ信号に対して上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、
上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記インターフェイス選択手段により上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定手段により設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と、
上記量子化手段で量子化された上記ＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録手段と
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項７】
請求項６に記載の記録装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記アナログインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度を、上記ディジタルインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする記録装置。
【請求項８】
請求項６に記載の記録装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記量子化スケール値が大きい場合に対応する上記量子化丸め精度を、上記量子化スケール値が小さい場合に対応する場合の上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする記録装置。
【請求項９】
請求項６に記載の記録装置において、
上記量子化手段により上記量子化された上記ＤＣＴ係数を可変長符号化する可変長符号化手段をさらに有し、
上記記録手段は、上記可変長符号化手段で上記可変長符号化された上記ＤＣＴ係数を上記記録媒体に記録することを特徴とする記録装置。
【請求項１０】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化してビデオ信号を圧縮符号化し記録媒体に記録する記録方法において、
アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、
上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記アナログインターフェイスおよび上記ディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定のステップにより設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと、
上記量子化のステップで量子化された上記ＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録のステップと
を有することを特徴とする記録方法。
【請求項１１】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録すると共に、圧縮符号化されて記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する記録再生装置において、
アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力された該アナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、
ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、
上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち、上記インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ビデオ信号に対して上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、
上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記インターフェイス選択手段により上記アナログインターフェイス手段および上記ディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定手段により設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と、
上記量子化手段で量子化された上記ＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録手段と、
上記記録手段により上記記録媒体に記録された上記ＤＣＴ係数を再生する再生手段と
を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の記録再生装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記アナログインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度を、上記ディジタルインターフェイス手段に対応する上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の記録再生装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記量子化スケール値が大きい場合に対応する上記量子化丸め精度を、上記量子化スケール値が小さい場合に対応する場合の上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の記録再生装置において、
上記量子化手段により上記量子化された上記ＤＣＴ係数を可変長符号化する可変長符号化手段をさらに有し、
上記記録手段は、上記可変長符号化手段で上記可変長符号化された上記ＤＣＴ係数を上記記録媒体に記録することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１５】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録すると共に、圧縮符号化されて記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する記録再生方法において、
アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、
上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記アナログインターフェイスおよび上記ディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定のステップにより設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと、
上記量子化のステップで量子化された上記ＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録のステップと、
上記記録のステップにより上記記録媒体に記録された上記ＤＣＴ係数を再生する再生のステップと
を有することを特徴とする記録再生方法。
【請求項１６】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理装置において、
アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択手段と、
上記ビデオ信号選択手段により選択されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、
上記ビデオ信号選択手段により選択されたビデオ信号の種類が上記アナログ方式のビデオ信号か上記ディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、
上記ＤＣＴ手段により上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定手段により設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と
を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の信号処理装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記第１のビデオ信号に対応する上記量子化丸め精度を、上記第２のビデオ信号に対応する上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の信号処理装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記量子化スケール値が大きい場合に対応する上記量子化丸め精度を、上記量子化スケール値が小さい場合に対応する場合の上記量子化丸め精度よりも、より切り捨てる方向にシフトするように設定する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載の信号処理装置において、
上記量子化手段により上記量子化された上記ＤＣＴ係数を可変長符号化する可変長符号化手段をさらに有する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２０】
請求項１６に記載の信号処理装置において、
上記量子化丸め精度設定手段は、上記量子化スケール値設定手段により設定された上記量子化スケール値毎に上記量子化丸め精度を設定する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２１】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理方法において、
アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択のステップと、
上記ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、
上記ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号の種類が上記アナログ方式のビデオ信号か上記ディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定のステップにより設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと
を有することを特徴とする信号処理方法。
【請求項２２】
入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理方法をコンピュータ装置に実行させる信号処理プログラムにおいて、
上記信号処理方法は、
アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択のステップと、
上記ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号をブロックに分割し、上記ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ビデオ信号を上記ブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、
上記ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号の種類が上記アナログ方式のビデオ信号か上記ディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、
上記ＤＣＴのステップにより上記ＤＣＴ演算されて得られた上記ＤＣＴ係数を、上記量子化スケール値設定のステップにより設定された上記量子化スケール値と、上記量子化丸め精度設定のステップにより設定された上記量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと
を有することを特徴とする信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタルビデオ信号をＤＣＴおよび可変長符号を用いて圧縮符号化する信号処理装置および方法、記録装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルＶＴＲ(Video Tape Recorder) に代表されるように、ディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を記録媒体に記録し、また、記録媒体から再生するようなデータ記録再生装置が知られている。ディジタルビデオ信号は、データ容量が膨大となるため、所定の方式で圧縮符号化されて記録媒体に記録されるのが一般的である。近年では、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)方式が圧縮符号化の標準的な方式として知られている。
【０００３】
ＭＰＥＧ２では、動き検出を用いた予測符号化とＤＣＴ(Discrete Cosine Transform)とで得られたデータを量子化して圧縮符号化を行い、さらに、可変長符号化を用いて圧縮効率を高めている。
【０００４】
フレーム単位ではＤＣＴを用いた圧縮符号化が行われる。例えば、入力されたディジタルビデオ信号が所定サイズのブロック単位に分割され、その分割されたブロックに対してＤＣＴ演算が行われ、ＤＣＴ演算により得られた係数が量子化される。量子化された代表値は、可変長符号化されて圧縮符号化される。従来では、ＤＣＴ演算における量子化の際に用いられる量子化丸め精度は、例えば４捨５入、５捨６入、切り捨てなどの、予め決められたものが固定的に用られていた。
【０００５】
上述のように量子化の際の丸め精度を固定して量子化を行なう場合には、量子化が容易な画像と難しい画像の両方を効率良く圧縮符号化することが困難である。これに対し、量子化時の丸め精度を動的に変化させる方法としては、例えば特開平１０−３０４３６２号公報に開示されるように、ＤＣＴ係数の振幅の大きさに依存して量子化丸め精度を変化させる方法や、特開平１０−３０４３６３号公報に開示されるように、ＤＣＴ係数の周波数成分に依存して量子化丸め精度を変化させる方法が提案されている。しかし、このような方法によっても、一定の符号化ノイズによる画質劣化は免れない。
【０００６】
この問題を解決するために、この発明の出願人により、量子化スケール(qauntizer_scale)の値に応じて量子化丸め精度を制御する方法が提案されている。この方法によれば、量子化スケールが小さく圧縮が容易な画像と、量子化スケールが大きく圧縮が難しい画像とでそれぞれ量子化丸め精度が設定され、画像の性質に応じて適応的に量子化を行うことができ、上述したような画像圧縮処理に伴う画像劣化を最小限に抑制することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、ビデオ信号をディジタル化してディジタルビデオ信号として扱うことが一般的になってきている一方で、従来の、アナログ方式によるアナログビデオ信号も、依然として用いられている。この場合には、例えば、ディジタルＶＴＲに対してアナログビデオ信号に対応したアナログインターフェイスが設けられる。アナログビデオ信号は、アナログインターフェイスに入力され、ディジタルビデオ信号に変換されて処理される。
【０００８】
従来、量子化スケール値毎に設定可能な量子化丸め精度は、ディジタルインターフェイス環境およびアナログインターフェイス環境の何れにおいても、同一の量子化スケール値に対してその丸め精度は一定であった。
【０００９】
しかしながら、アナログインターフェイスは、ノイズの影響や調整のばらつき、温度ドリフトと言った要因による、波形特性の乱れ、周波数特性のばらつき等、アナログ回路特有のさまざまな不安定要因を抱えている。そのため、アナログインターフェイスを用いた場合は、ノイズ成分が強調され、Ｓ／Ｎが悪化してしまうなどの問題を生じ、必ずしもアナログインターフェイス環境に最適な画質を得るための丸め精度とはなっていなかったという問題点があった。
【００１０】
また、量子化丸め精度をアナログインターフェイスに合わせた設定とすると、安定系のディジタルインターフェイスを用いた場合に、量子化丸めがきつくかかりすぎ、微少振幅部の解像度が失われてしまうという問題点があった。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、ディジタルインターフェイスおよびアナログインターフェイスの何れを選択したときも、それぞれ最適な量子化丸めを行うような信号処理装置および方法、記録装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決するために、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理装置において、アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力されたアナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち、インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、ＤＣＴ手段によりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、インターフェイス選択手段によりアナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、ＤＣＴ手段によりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定手段により設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段とを有することを特徴とする信号処理装置である。
【００１３】
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化してビデオ信号を圧縮符号化する信号処理方法において、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、ＤＣＴのステップによりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、ＤＣＴのステップによりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定のステップにより設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップとを有することを特徴とする信号処理方法である。
【００１４】
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録する記録装置において、アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力されたアナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち、インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、ＤＣＴ手段によりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、インターフェイス選択手段によりアナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、ＤＣＴ手段によりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定手段により設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と、量子化手段で量子化されたＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録手段とを有することを特徴とする記録装置である。
【００１５】
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化してビデオ信号を圧縮符号化し記録媒体に記録する記録方法において、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、ＤＣＴのステップによりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、ＤＣＴのステップによりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定のステップにより設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと、量子化のステップで量子化されたＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録のステップとを有することを特徴とする記録方法である。
【００１６】
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録すると共に、圧縮符号化されて記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する記録再生装置において、アナログ方式のビデオ信号が入力され、入力されたアナログ方式のビデオ信号をディジタル方式のビデオ信号に変換して出力するアナログインターフェイス手段と、ディジタル方式のビデオ信号が入力されるディジタルインターフェイス手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れかを選択するインターフェイス選択手段と、アナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち、インターフェイス選択手段により選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、ＤＣＴ手段によりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、インターフェイス選択手段によりアナログインターフェイス手段およびディジタルインターフェイス手段のうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、ＤＣＴ手段によりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定手段により設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段と、量子化手段で量子化されたＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録手段と、記録手段により記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する再生手段とを有することを特徴とする記録再生装置である。
【００１７】
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化し記録媒体に記録すると共に、圧縮符号化されて記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する記録再生方法において、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、ＤＣＴのステップによりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、ＤＣＴのステップによりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定のステップにより設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップと、量子化のステップで量子化されたＤＣＴ係数を記録媒体に記録する記録のステップと、記録のステップにより記録媒体に記録されたＤＣＴ係数を再生する再生のステップとを有することを特徴とする記録再生方法である。
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理装置において、アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択手段と、ビデオ信号選択手段により選択されたビデオ信号をブロックに分割し、ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴ手段と、ＤＣＴ手段によりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定手段と、ビデオ信号選択手段により選択されたビデオ信号の種類がアナログ方式のビデオ信号かディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定手段と、ＤＣＴ手段によりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定手段により設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定手段により設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化手段とを有することを特徴とする信号処理装置である。
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理方法において、アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択のステップと、ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号をブロックに分割し、ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、ＤＣＴのステップによりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号の種類がアナログ方式のビデオ信号かディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、ＤＣＴのステップによりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定のステップにより設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップとを有することを特徴とする信号処理方法である。
また、この発明は、入力されたビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い、得られたＤＣＴ係数を量子化して圧縮符号化する信号処理方法をコンピュータ装置に実行させる信号処理プログラムにおいて、信号処理方法は、アナログ方式のビデオ信号がディジタル方式のビデオ信号に変換された第１のビデオ信号と、ディジタル方式の第２のビデオ信号のうち何れかを選択するビデオ信号選択のステップと、ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号をブロックに分割し、ブロック単位でＤＣＴ演算を行うＤＣＴのステップと、ＤＣＴのステップによりビデオ信号をブロック単位でＤＣＴ演算して得られたＤＣＴ係数を量子化するための量子化スケール値を設定する量子化スケール値設定のステップと、ビデオ信号選択のステップにより選択されたビデオ信号の種類がアナログ方式のビデオ信号かディジタル方式のビデオ信号かに応じて量子化丸め精度を設定する量子化丸め精度設定のステップと、ＤＣＴのステップによりＤＣＴ演算されて得られたＤＣＴ係数を、量子化スケール値設定のステップにより設定された量子化スケール値と、量子化丸め精度設定のステップにより設定された量子化丸め精度とに基づき量子化する量子化のステップとを有することを特徴とする信号処理プログラムである。
【００１８】
上述したように、請求項１および５に記載の発明は、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れかが選択され、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数に対して行われる量子化が、量子化の際に用いられる量子化スケール値に基づき設定された量子化丸め精度と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて設定された量子化丸め精度とに基づき行うようにしているため、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れを選択した場合でも、最適な量子化丸め精度で量子化を行うことができる。
【００１９】
また、請求項６および１０に記載の発明は、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れかが選択され、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数に対して行われる量子化が、量子化の際に用いられる量子化スケール値に基づき設定された量子化丸め精度と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて設定された量子化丸め精度とに基づき行われ、量子化されたＤＣＴ係数が記録媒体に記録されるため、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れを選択した場合でも、最適な量子化丸め精度で量子化されたＤＣＴ係数が記録媒体に記録される。
【００２０】
また、請求項１１および１５に記載の発明は、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れかが選択され、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された側から出力されたビデオ信号をブロックに分割し、ビデオ信号に対してブロック単位でＤＣＴ演算を行い得られたＤＣＴ係数に対して行われる量子化が、量子化の際に用いられる量子化スケール値に基づき設定された量子化丸め精度と、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れが選択されたかとに応じて設定された量子化丸め精度とに基づき行われ、量子化されたＤＣＴ係数が記録媒体に記録されると共に、記録媒体に記録されたＤＣＴ係数が再生可能とされているため、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れを選択した場合でも、最適な量子化丸め精度で量子化されたＤＣＴ係数の記録媒体への記録が行われると共に、記録時にアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れを選択した場合でも、最適な量子化丸め精度で量子化され記録媒体に記録されたＤＣＴ係数が記録媒体から再生される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について説明する。この発明では、ビデオデータをブロック化してブロック毎にＤＣＴを行い、ＤＣＴにより得られたＤＣＴ係数を量子化してビデオデータの圧縮符号化を行う際に、ビデオデータの入力インターフェイスとしてディジタルインターフェイスを選択した場合とアナログインターフェイスを選択した場合とで、量子化に用いる量子化スケール毎の量子化丸め精度を異ならせ、それぞれの場合で、最適な量子化丸めを行うことができるようにしている。
【００２２】
なお、以下に説明する実施の一形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されないものとする。
【００２３】
次に、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、この発明の実施の一形態が適用されたディジタルＶＴＲのの一例の構成を示す。このディジタルＶＴＲは、ＭＰＥＧ方式により圧縮符号化されたディジタルビデオ信号を記録媒体に直接的に記録することができるようにしたものである。
【００２４】
先ず、このディジタルＶＴＲにおける記録系の構成および処理動作について説明する。この記録系に外部より入力される信号は、ＳＤＩ(Serial Data Interface)信号およびＳＤＴＩ(Serial Data Transport Interface)信号の２種類のシリアルディジタルインターフェイス信号、アナログインターフェイス信号および制御信号である外部基準信号ＲＥＦである。
【００２５】
なお、ＳＤＩは、（４：２：２）コンポーネントビデオ信号とディジタルオーディオ信号と付加的データとを伝送するために、ＳＭＰＴＥによって規定されたインターフェイスである。また、ＳＤＴＩは、ディジタルビデオ信号がＭＰＥＧ方式で圧縮符号化されたストリームであるＭＰＥＧエレメンタリストリーム（以下、ＭＰＥＧ  ＥＳと称する）が伝送されるインターフェイスである。ＥＳは、４：２：２のコンポーネントであり、また、上述したように、全てＩピクチャのストリームであり、１ＧＯＰ＝１ピクチャの関係を有する。ＳＤＴＩ−ＣＰ(Content Package)のフォーマットでは、ＭＰＥＧ  ＥＳがアクセスユニットへ分離され、また、フレーム単位のパケットにパッキングされている。ＳＤＴＩ−ＣＰでは、十分な伝送帯域（クロックレートで２７ＭHzまたは３６ＭHz、ストリームビットレートで２７０Ｍ bpsまたは３６０Ｍ bps）を使用しており、１フレーム期間で、バースト的にＥＳを送ることが可能である。
【００２６】
ＳＤＩにより伝送されるＳＤＩ信号は、ＳＤＩ入力部１０１に入力される。また、アナログビデオ信号からなるアナログ入力信号がアナログ入力部１２０に入力される。アナログ入力部１２０では、入力されたアナログ入力信号をディジタル信号に変換し、例えば上述のＳＤＩフォーマットにマッピングして出力する。アナログ入力信号が変換されＳＤＩフォーマットにマッピングされたこのＳＤＩ信号は、ＳＤＩ入力部１０１に供給される。
【００２７】
ＳＤＩ入力部１０１は、アナログ入力部１２０から供給されたＳＤＩ信号と、外部からＳＤＩ入力部１０１に対して直接的に供給されたＳＤＩ信号とを、入力セレクト信号に基づき選択する。詳細は後述するが、入力セレクト信号は、操作パネル１２２に対する操作に応じて、システムコントローラ１１７から供給される制御信号である。ＳＤＩ入力部１０１では、入力セレクト信号に基づき選択されたＳＤＩ信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して出力すると共に、ＳＤＩ信号に含まれる入力の位相基準である入力同期信号を抽出し、タイミングジェネレータＴＧ１０２に出力する。
【００２８】
また、ＳＤＩ入力部１０１は、変換したパラレル信号からビデオ信号とオーディオ信号とを分離する。分離されたビデオ入力信号とオーディオ入力信号は、それぞれＭＰＥＧエンコーダ１０３とディレイ回路１０４に出力される。
【００２９】
タイミングジェネレータＴＧ１０２は、入力された外部基準信号ＲＥＦから基準同期信号を抽出する。タイミングジェネレータＴＧでは、この基準同期信号とＳＤＩ入力部１０１から供給された入力同期信号とのうち、所定に指定された基準信号に同期して、このディジタルＶＴＲで必要なタイミング信号を生成し、タイミングパルスとして各ブロックに供給する。
【００３０】
ＭＰＥＧエンコーダ１０３は、入力されたビデオ入力信号を、ＤＣＴ変換して係数データに変換し、係数データを量子化した後、可変長符号化する。ＭＰＥＧエンコーダ１０３から出力される可変長符号化（ＶＬＣ）データは、ＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリーム（ＥＳ）である。この出力は、記録側のマルチフォーマットコンバータ（以下、記録側ＭＦＣと称する）１０６の一方の入力端に供給される。
【００３１】
なお、この実施の一形態では、ＭＰＥＧエンコーダ１０３において、係数データを量子化スケールに基づいて量子化する際の丸め精度は、量子化スケール値に応じて適応的に設定される。また、詳細は後述するが、この丸め精度は、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてディジタルインターフェイスを選択した場合と、アナログインターフェイスを選択した場合とで、異なった設定が用いられる。
【００３２】
この量子化スケール値に応じた量子化丸め精度の設定値は、後述するテーブル２２２から読み出して用いられる。入力インターフェイスの選択に応じて後述するシスコン１１７から出力されるテーブル制御信号により、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち入力インターフェイスとして選択された側に対応した設定値がテーブル２２２にロードされる。
【００３３】
ディレイ回路１０４は、入力されたオーディオ入力信号を、非圧縮データのままで、ＭＰＥＧエンコーダ１０３でのビデオ信号に対する処理のディレイに合わせるためのディレイラインの働きをするものである。このディレイ回路１０４で所定に遅延されたオーディオ信号は、ＥＣＣエンコーダ１０７に出力される。これは、この実施の一形態によるディジタルＶＴＲにおいて、オーディオ信号が非圧縮信号として扱われるためである。
【００３４】
外部からＳＤＴＩにより伝送され供給されたＳＤＴＩ信号は、ＳＤＴＩ入力部１０５に入力される。ＳＤＴＩ信号は、ＳＤＴＩ入力部１０５で同期検出される。そして、バッファに一旦溜め込まれ、エレメンタリストリームが抜き出される。抜き出されたエレメンタリストリームは、記録側ＭＦＣ１０６の他方の入力端に供給される。同期検出されて得られた同期信号は、上述したタイミングジェネレータＴＧ１０２に供給される（図示しない）。
【００３５】
なお、ＳＤＴＩ受信部１０５では、さらに、入力されたＳＤＴＩ信号からディジタルオーディオ信号を抽出する。抽出されたディジタルオーディオ信号は、ＥＣＣエンコーダ１０７に供給される。
【００３６】
このように、この実施の一形態によるディジタルＶＴＲは、ＳＤＩ入力部１０１から入力されるベースバンドのビデオ信号と独立して、ＭＰＥＧ  ＥＳを直接的に入力することができる。
【００３７】
記録側ＭＦＣ回路１０６は、ストリームコンバータとセレクタとを有し、ＳＤＩ入力部１０１およびＳＤＴＩ入力部１０５から供給されたＭＰＥＧ  ＥＳのうち、何れかが選択され、選択されたＭＰＥＧ  ＥＳのＤＣＴ係数を、１マクロブロックを構成する複数のＤＣＴブロックを通して周波数成分毎にまとめ、まとめた周波数成分を低周波数成分から順に並び替える。ＭＰＥＧ  ＥＳの係数が並べ替えられたストリームを、以下、変換エレメンタリストリームと称する。このようにＭＰＥＧ  ＥＳを再配置することにより、サーチ再生時にもなるべく多くのＤＣ係数と低次のＡＣ係数を拾い、サーチ画の品位向上に貢献している。変換エレメンタリストリームは、ＥＣＣエンコーダ１０７に供給される。
【００３８】
ＥＣＣエンコーダ１０７は、大容量のメインメモリが接続され（図示しない）、パッキングおよびシャフリング部、オーディオ用外符号エンコーダ、ビデオ用外符号エンコーダ、内符号エンコーダ、オーディオ用シャフリング部およびビデオ用シャフリング部などを内蔵する。また、ＥＣＣエンコーダ１０７は、シンクブロック単位でＩＤを付加する回路や、同期信号を付加する回路を含む。なお、実施の第１の形態では、ビデオ信号およびオーディオ信号に対するエラー訂正符号としては、積符号が使用される。積符号は、ビデオ信号またはオーディオ信号の２次元配列の縦方向に外符号の符号化を行い、その横方向に内符号の符号化を行い、データシンボルを２重に符号化するものである。外符号および内符号としては、リードソロモンコード(Reed-Solomon code) を使用できる。
【００３９】
ＥＣＣエンコーダ１０７には、ＭＦＣ回路１０６から出力された変換エレメンタリストリームが供給されると共に、ＳＤＴＩ入力部１０５およびディレイ回路１０４から出力されたオーディオ信号が供給される。ＥＣＣエンコーダ１０７では、供給された変換エレメンタリストリーム及びオーディオ信号に対してシャフリング及びエラー訂正符号化を施し、シンクブロック毎にＩＤおよび同期信号を付加し記録データとして出力する。
【００４０】
ＥＣＣエンコーダ１０７から出力された記録データは、記録アンプを含むイコライザＥＱ１０８で記録ＲＦ信号に変換される。記録ＲＦ信号は、回転ヘッドが所定に設けられた回転ドラム１０９に供給され、磁気テープ１１０上に記録される。回転ドラム１０９には、実際には、隣接するトラックを形成するヘッドのアジマスが互いに異なる複数の磁気ヘッドが取り付けられている。
【００４１】
記録データに対して必要に応じてスクランブル処理を行っても良い。また、記録時にディジタル変調を行っても良く、さらに、パーシャル・レスポンスクラス４とビタビ符号を使用しても良い。なお、イコライザ１０８は、記録側の構成と再生側の構成とを共に含む。
【００４２】
次に、このディジタルＶＴＲにおける再生系の構成および処理動作について説明する。再生時には、磁気テープ１１０から回転ドラム１０９で再生された再生信号が再生アンプなどを含むイコライザ１０８の再生側の構成に供給される。イコライザ１０８では、再生信号に対して、等化や波形整形などがなされる。また、ディジタル変調の復調、ビタビ復号等が必要に応じてなされる。イコライザ１０８の出力は、ＥＣＣデコーダ１１１に供給される。
【００４３】
ＥＣＣデコーダ１１１は、上述したＥＣＣエンコーダ１０７と逆の処理を行うもので、大容量のメインメモリと、内符号デコーダ、オーディオ用およびビデオ用それぞれのデシャフリング部ならびに外符号デコーダを含む。さらに、ＥＣＣデコーダ１１１は、ビデオ用として、デシャフリングおよびデパッキング部、データ補間部を含む。同様に、オーディオ用として、オーディオＡＵＸ分離部とデータ補間部を含む。
【００４４】
ＥＣＣデコーダ１１１では、再生データに対して同期検出を行い、シンクブロックの先頭に付加されている同期信号を検出してシンクブロックを切り出す。再生データは、シンクブロック毎の内符号のエラー訂正がなされ、その後、シンクブロックに対してＩＤ補間処理がなされる。ＩＤが補間された再生データは、ビデオデータとオーディオデータとに分離される。ビデオデータおよびオーディオデータは、それぞれデシャフリング処理され、記録時にシャフリングされたデータ順が元に戻される。デシャフリングされたデータは、それぞれ外符号のエラー訂正が行われる。
【００４５】
ＥＣＣデコーダ１１１において、エラー訂正能力を超え、訂正できないエラーがあるデータに関しては、エラーフラグがセットされる。ここで、ビデオデータのエラーに関しては、エラーを含むデータを指し示す信号ＥＲＲが出力される。
【００４６】
エラー訂正された再生オーディオデータは、ＳＤＴＩ出力部１１５に供給されると共に、ディレイ回路１１４で所定の遅延を与えられてＳＤＩ出力部１１６に供給される。ディレイ回路１１４は、後述するＭＰＥＧデコーダ１１３でのビデオデータの処理による遅延を吸収するために設けられる。
【００４７】
一方、エラー訂正されたビデオデータは、再生変換エレメンタリストリームとして再生側ＭＦＣ回路１１２に供給される。上述した信号ＥＲＲも、再生側ＭＦＣ回路１１２に供給される。再生側ＭＦＣ１１２は、上述した記録側ＭＦＣ１０６と逆の処理を行うものであって、ストリームコンバータを含む。ストリームコンバータでは、記録側のストリームコンバータと逆の処理がなされる。すなわち、ＤＣＴブロックに跨がって周波数成分毎に並べられていたＤＣＴ係数を、ＤＣＴブロック毎に並び替える。これにより、再生信号がＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリームに変換される。このとき、ＥＣＣデコーダ１１１から信号ＥＲＲが供給された場合は、対応するデータをＭＰＥＧ２に完全に準拠する信号に置き換えて出力する。
【００４８】
再生側ＭＦＣ回路１１２から出力されたＭＰＥＧ  ＥＳは、ＭＰＥＧデコーダ１１３およびＳＤＴＩ出力部１１５に供給される。ＭＰＥＧデコーダ１１３は、供給されたＭＰＥＧ  ＥＳを復号し、非圧縮の元のビデオ信号に戻す。すなわち、ＭＰＥＧデコーダ１１３は、供給されたＭＰＥＧ  ＥＳに対して逆量子化処理と、逆ＤＣＴ処理とを施す。復号されたビデオ信号は、ＳＤＩ出力部１１６に供給される。
【００４９】
上述したように、ＳＤＩ出力部１１６には、ＥＣＣデコーダ１１１でビデオデータと分離されたオーディオデータがディレイ１１４を介して供給されている。ＳＤＩ出力部１１６では、供給されたビデオデータとオーディオデータとを、ＳＤＩのフォーマットにマッピングし、ＳＤＩフォーマットのデータ構造を有するＳＤＩ信号へ変換される。このＳＤＩ信号が外部に出力される。
【００５０】
一方、ＳＤＴＩ出力部１１５には、上述したように、ＥＣＣデコーダ１１１でビデオデータと分離されたオーディオデータが供給されている。ＳＤＴＩ出力部１１５では、供給された、エレメンタリストリームとしてのビデオデータと、オーディオデータとをＳＤＴＩのフォーマットにマッピングし、ＳＤＴＩフォーマットのデータ構造を有するＳＤＴＩ信号へ変換されるこのＳＤＴＩ信号が外部に出力される。
【００５１】
なお、システムコントローラ１１７（以下、シスコン１１７と略称する）は、例えばマイクロコンピュータからなり、信号ＳＹ＿ＩＯにより各ブロックと通信を行うことにより、このディジタルＶＴＲの全体の動作を制御する。また、操作パネル１２２に設けられたスイッチ類が操作されると、操作に応じた制御信号がシスコン１１７に供給される。この制御信号に基づき、この記録再生装置での記録、再生などの動作がシスコン１１７により制御される。上述したＳＤＩ入力部１０１におけるアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの選択も、この操作パネル１２２に対する所定の操作により制御される。
【００５２】
サーボ１１８は、信号ＳＹ＿ＳＶによりシスコン１１７と互いに通信を行いながら、信号ＳＶ＿ＩＯにより、磁気テープ１１０の走行制御や回転ドラム１０９の駆動制御などを行う。
【００５３】
図２は、図１のディジタルＶＴＲにおけるＭＰＥＧエンコーダ１０３の一例の構成を概略的に示す。このＭＰＥＧエンコーダ１０３の主な機能としては、
（１）イントラフレーム符号化
（２）磁気テープに記録するための１フレームでの固定長符号化
（３）ダビング時の画質維持のためのバックサーチ
がある。これらのうち、（２）の「磁気テープに記録するための１フレームでの固定長符号化」と、（３）の「ダビング時の画質維持のためのバックサーチ」は、この発明と直接的な関係がないため、説明は省略する。
【００５４】
図２に示すように、ＭＰＥＧエンコーダ１０３は、概略的には、ブロック化回路３００、ディレイ回路３０１、ＤＣＴモード選択回路３０２、ＤＣＴ回路３０３、量子化回路３０４および可変長符号化（ＶＬＣ）回路３０５とを有する。
【００５５】
ＭＰＥＧエンコーダ１０３に供給されたディジタルビデオ信号は、ブロック化回路３００でラスタブロックに変換され、ＤＣＴを行うためのＤＣＴブロック単位に分割されて出力される。なお、ＤＣＴブロックは、例えば８画素×８画素のマトリクス状に構成され、１つのＤＣ成分と６３のＡＣ係数で構成されている。
【００５６】
ブロック化回路３００からＤＣＴブロック単位で出力されたデータは、ディレイ回路３０１で所定の遅延を与えられ、ＤＣＴ回路３０３に供給されると共に、ＤＣＴモード選択回路３０２に供給される。ＤＣＴモード選択回路３０２は、ＤＣＴ回路３０３におけるＤＣＴを、フィールド単位で行うか、フレーム単位で行うかを切り換える。ＤＣＴモード選択回路３０２から出力されたモード選択信号がＤＣＴ回路３０３に供給される。
【００５７】
ＤＣＴ回路３０３では、ＤＣＴモード選択回路３０２によって選択されたＤＣＴモードに基づき、ディレイ回路３０１から出力されたＤＣＴブロック単位のデータに対してＤＣＴを行い、ＤＣＴ係数を生成する。生成されたＤＣＴ係数は、量子化回路３０４に供給される。
【００５８】
ＤＣＴ回路３０３から出力されたＤＣＴ係数は、量子化回路３０４で量子化される。この量子化回路３０４は、量子化スケール値(quantizer_scale)が格納された量子化スケール値レジスタを有し（図示しない）、量子化スケール値レジスタに格納された量子化スケール値を用いてＤＣＴ係数の量子化を行う。このとき、量子化演算の際の量子化丸めの精度が量子化スケール値に応じて変更され、画像の性質に応じた量子化が行われる。
【００５９】
量子化回路３０４の出力は、ＶＬＣ回路３０５に供給され、可変長符号化され、ＭＰＥＧ  ＥＳとされ出力される。
【００６０】
量子化回路３０４における処理を、より具体的に説明する。量子化回路３０４における基本的な処理は、上述した８画素×８画素からなるＤＣＴブロックを構成する各係数に、予め設定されている重み付け係数(Intra_Quantiser_Matrix)を用いて重み付けをした後、その係数に量子化スケール値(quantizer_scale)に基づく除算を行なう。そして、その除算結果に対して後述のような丸め処理を行ない、代表値を選択する。
【００６１】
この丸め処理で用いる丸め精度には、例えば４捨５入、５捨６入、６捨７入といったものを用いることができる。図３は、quantiser_scale ＝１０で丸め精度が４捨５入である場合の丸め処理を示す。横軸に示す１０個毎に区切られた数値の中から、それぞれ６番目の値が代表値として選択される。例えば、５以上１４以下の数値の代表値が１０とされる。図４は、quantiser_scale ＝１０で丸め精度が５捨６入である場合の丸め処理を示す。横軸に示す１０個毎に区切られた数値の中から、それぞれ５番目の値が代表値として選択される。例えば、６以上１５以下の数値の代表値が１０とされる。図５は、quantiser_scale ＝１０で丸め精度が５捨６入である場合の丸め処理を示している。横軸に示す１０個毎に区切られた数値の中から、それぞれ４番目の値が代表値として選択される。例えば、７以上１６以下の数値の代表値が１０とされる。
【００６２】
量子化回路３０４では、上述した量子化スケール値に応じて丸め精度を変更して量子化が行われる。これにより、画像の性質に応じて最適な量子化を行ない、画像圧縮による画質の劣化が最小限に抑制される。すなわち、量子化スケール値は、圧縮が容易な画像では小さい値となり、圧縮が難しい画像では大きい値となる。そこで、この量子化スケール値に基づき、最適な丸め精度で量子化を行なう。
【００６３】
次に、上述した量子化スケール値に応じて丸め精度を変更する処理の一例の演算について説明する。この演算は、ＤＣＴ演算されたＤＣＴ係数のＡＣ係数Ｆ（ｖ，ｕ）に対し、下記の式（１）および式（２）に示す演算式を用いて量子化し、量子化されたＤＣＴ係数ＱＦ（ｖ，ｕ）を求めるものである。
【００６４】
ｗＦ（ｖ，ｕ）＝１６×Ｆ（ｖ，ｕ）／Ｗ（ｖ，ｕ）      ・・・（１）
ＱＦ（ｖ，ｕ） =［ｗＦ（ｖ，ｕ）＋｛sign（ｗＦ（ｖ，ｕ））× (Ｍ×quantizer_scale）｝div ３２］div quantizer_scale            ・・・（２）
【００６５】
なお、ここで（ｖ，ｕ）は、ＤＣＴブロック内の各係数の座標を表しており、Ｗ（ｖ，ｕ）は、図６に示すような、各係数に対する重み付け係数(Intra_Quantizser_Matrix)を表している。この重み付け係数は、ＭＰＥＧ２において初期値として用意されたものである。演算子「div」は、小数部切り捨て除算演算を示す。式（１）および（２）における数値〔１６〕および〔３２〕は、上述した演算に用いる各数値のビットシフト（桁合わせ）のために、便宜的に用いたものである。
【００６６】
演算子「sign」は、以下のような場合分けを行なうことを示す。なお、ここでは、記載上の利便のために、コンピュータなどのプログラミング言語であるＣ言語的な表現を用いている。
if (x > 0)              sign(x) = 1;
else if (x == 0)        sign(x) = 0;
else if (x < 0)         sign(x) = -1;
すなわち、ｗＦ（ｖ，ｕ）が０より大きい場合は、sign（ｗＦ（ｖ，ｕ））を１とし、ｗＦ（ｖ，ｕ）が０の場合は、sign（ｗＦ（ｖ，ｕ）を０とし、ｗＦ（ｖ，ｕ）が０より小さい場合は、sign（ｗＦ（ｖ，ｕ）を−１として計算される。
【００６７】
また、式（２）における値Ｍは、量子化スケール(quantizer_scale)値毎に設定可能なパラメータを表しており、例えば入力インターフェイスとしてディジタルインターフェイスを選択した場合、次のように設定される。なお、ここでは、記載上の利便のために、コンピュータなどのプログラミング言語であるＣ言語的な表現を用いている。
if      (quantizer_scale == 1)        M=16;
else if (quantizer_scale == 2)        M=15;
else if (quantizer_scale == 3)        M=14;
else if (quantizer_scale == 4)        M=13;
else if (quantizer_scale == 5)        M=12;
else if (quantizer_scale == 6)        M=11;
else                                  M=10;
【００６８】
これによれば、quantiser_scaleの値が〔１〕の場合は、値Ｍが〔１６〕、quantizer_scaleの値が〔２〕の場合は、値Ｍが〔１５〕、quantizer_scaleの値が〔３〕の場合は、値Ｍが〔１４〕、・・・（以下同様）・・・、とされ、quantizer_scaleの値が〔７〕以上では、値Ｍが〔１０〕とされる。このようなパラメータＭの変更により、quantizer_scaleに対応して丸め精度を変更する演算が実現される。すなわち、quantizer_scale（量子化スケール）の値が小さいほど丸め精度が高くされ細かい、量子化スケール値が大きくなると丸め精度が低くされ、より粗く量子化が行われることになる。このように、値Ｍにより丸め精度が設定される。
【００６９】
以上のような演算によってＤＣＴ係数Ｆ（ｖ，ｕ）を量子化し、量子化後のＤＣＴ係数ＱＦ（ｖ，ｕ）を求める。このような量子化では、ＤＣＴ係数の振幅を増大させないように量子化することが可能となる。この結果、符号化ノイズを押さえ、特に画像編集等の画素シフト処理を考慮したダビング時に有効である。
【００７０】
さらに、量子化スケール(quantiser_scale)値に応じて量子化丸めの精度が制御されるので、圧縮が容易な画像、すなわちquantiser_scale値が小さい場合と、圧縮が難しい画像、すなわちquantiser_scale値が大きい場合とで、別々に量子化丸めの精度が設定される。そのため、画像の性質に応じて最適な量子化を行なうことができ、画像圧縮処理に伴う画像劣化を最小限に抑制することができる。
【００７１】
ここで、入力セレクト信号により上述の図１におけるアナログ入力部１２０が選択され、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスが用いられる場合について考える。ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスを用いる場合、従来技術で既に説明したように、上述のようなディジタルインターフェイスを用いた場合と同じ条件で量子化スケールを設定し量子化を行うと、アナログ回路特有の不安定要因により、ノイズ成分が強調されＳ／Ｎが悪化してしまうことになる。
【００７２】
そこで、この発明の実施の一形態では、ＭＰＥＧにおける量子化過程における小数部の丸めを行う際に、量子化丸め精度を量子化スケール(quantizer_scale)の値毎に設定可能とし、さらに、ディジタルインターフェイス環境とアナログインターフェイス環境とでそれぞれ別々の量子化丸め精度を設定する。これにより、ディジタルインターフェイスおよびアナログインターフェイスの両インターフェイスにおける量子化丸め精度の最適化が実現される。
【００７３】
一例として、上述した式（２）における値Ｍを、以下のように設定する。なお、ここでは、記載上の利便のために、コンピュータなどのプログラミング言語であるＣ言語的な表現を用いている。
0003763276.tif 000002
【００７４】
すなわち、ＳＤＩ入力部１０１が選択され、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてディジタルインターフェイスが用いられる場合には、上述の例と同様に、quantiser_scaleの値が〔１〕の場合は、値Ｍが〔１６〕、quantizer_scaleの値が〔２〕の場合は、値Ｍが〔１５〕、quantizer_scaleの値が〔３〕の場合は、値Ｍが〔１４〕、・・・（以下同様）・・・、とされ、quantizer_scaleの値が〔７〕以上では、値Ｍが〔１０〕とされる。
【００７５】
一方、アナログ入力部１２０が選択され、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスが用いられる場合には、ディジタルインターフェイスにおける各quantizer_scale値に対応する値Ｍが１ずつ小さくされる。すなわち、quantiser_scaleの値が〔１〕の場合は、値Ｍが〔１５〕、quantizer_scaleの値が〔２〕の場合は、値Ｍが〔１４〕、quantizer_scaleの値が〔３〕の場合は、値Ｍが〔１３〕、・・・（以下同様）・・・、とされ、quantizer_scaleの値が〔７〕以上では、値Ｍが〔９〕とされる。
【００７６】
このように、この実施の一形態では、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスが選択された場合に、quantiser_scale値毎に設定可能な量子化丸め精度を、ディジタルインターフェイスにおける設定値より小さくし、より切り捨てが行われる方向にシフトされるように設定する。これにより、ＤＣＴ係数は、その振幅をさらに増大させないように量子化される。そのため、符号化ノイズと共に、アナログインターフェイス特有のノイズなども抑える事が可能となり、画質を最適化できる。
【００７７】
図７は、上述したＭＰＥＧエンコーダ１０３の一例の構成を、より具体的に示す。ＭＰＥＧエンコーダ１０３は、入力フィールドアクティビティ平均化処理部１０３Ａ、プリエンコード処理部１０３Ｂおよびエンコード部１０３Ｃからなる。入力フィールドアクティビティ平均化処理部１０３Ａでは、入力されたビデオデータのアクティビティ（重み付け係数）の平均値が求められてプリエンコード処理部１０３Ｂに渡される。プリエンコード処理部１０３Ｂでは、このアクティビティの平均値を用いて入力ビデオデータの量子化による発生符号量が見積もられる。この見積もり結果に基づき、エンコード部１０３Ｃにおいて、符号量制御しながら入力ビデオデータに対する実際の量子化が行われ、量子化されたビデオデータに対しさらに可変長符号化がなされ、ＭＰＥＧ  ＥＳとされて出力される。
【００７８】
なお、タイミングジェネレータＴＧ２２０は、例えば図１のタイミングジェネレータＴＧ１０３から供給された水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびフィールド同期信号ＦＬＤに基づき、ＭＰＥＧエンコーダ１０３内で必要とされるタイミング信号を生成し出力する。また、ＣＰＵ  Ｉ／Ｆブロック２２１は、図１のシスコン１１７とのインターフェイスであり、ＣＰＵ  Ｉ／Ｆブロック２２１を介してやりとりされた制御信号やデータにより、ＭＰＥＧエンコーダ１０３における動作が制御される。
【００７９】
先ず、入力フィールドアクティビティ平均化処理部１０３Ａの処理について説明する。ＳＤＩ入力部１０１において、操作パネル１２２の操作に応じてシスコン１１７から出力される入力セレクト信号に基づき、ビデオ信号の入力インターフェイスとして、アナログ入力部１２０を介して入力されるアナログインターフェイスおよびＳＤＩ入力部１０１に直接的に入力されるディジタルインターフェイスの何方を用いるかが選択される。
【００８０】
ＳＤＩ入力部１０１から出力されＭＰＥＧエンコーダ１０３に入力されたビデオデータは、入力部２０１に供給され、メインメモリ２０３に格納するのに適したインターフェイスに変換されると共に、パリティチェックがなされる。入力部２０１から出力されたビデオデータは、ヘッダ作成部２０２に供給され、垂直ブランキング区間などを利用してＭＰＥＧにおける、sequence_header 、 quantizer_matrix、 gop_header などの各ヘッダが抽出される。抽出された各ヘッダは、メインメモリ２０３に格納される。これらのヘッダは、主に、ＣＰＵ  Ｉ／Ｆブロック２２１から指定される。また、ヘッダ作成部２０２において、垂直ブランキング区間以外では、入力部２０１から供給されたビデオデータがメインメモリ２０３に格納される。
【００８１】
メインメモリ２０３は、画像のフレームメモリであり、ビデオデータの再配列やシステムディレイの吸収などが行われる。ビデオデータの再配列は、例えば図示されないアドレスコントローラによりメインメモリ２０３からの読み出しアドレスを制御されることによりなされる。なお、図中、メインメモリ２０３のブロック中に記載される８ライン、０．５フレームおよび１フレームは、ディレイ値であり、メインメモリ２０３からのリードタイミングが示される。これらは、タイミングジェネレータＴＧ２２０の指令に基づき適切に制御される。
【００８２】
ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０４は、ライン毎にメインメモリ２０３に格納されたビデオデータを、ＭＰＥＧで扱うマクロブロック毎に切り出して後段のアクティビティ部２０５に送る。
【００８３】
ＭＰＥＧで扱うマクロブロックは、１６画素×１６ラインのマトリクスである。一方、このＭＰＥＧエンコーダ１０３では、第１フィールドだけによるアクティビティを求める処理を行う。そのため、第１フィールドの８ラインまでがメインメモリ２０３に格納された時点で処理を開始することができる。なお、実際には、タイミングジェネレータＴＧ２２０からの指令にて処理が適切に開始される。
【００８４】
アクティビティ部２０５は、マクロブロック毎のアクティビティを計算する。このＭＰＥＧエンコーダ１０３においては、第１フィールドだけからアクティビティが計算され、その計算結果がフィールドアクティビティ信号field_actとして出力される。信号field_actは、平均化部２０６に供給され、１フィールド分が積算され、その平均値avg_actが求められる。平均値avg_actは、後述するプリエンコード処理部１０３Ｂのアクティビティ部２０９に供給される。アクティビティ部２０９では、この平均値avg_actを用いてプリエンコード処理が行われる。
【００８５】
したがって、第１フィールドにおけるアクティビティの平均値が判明した後、その平均値を用いて、適応量子化を考慮したプリエンコード処理を行うことが可能となる。
【００８６】
次に、プリエンコード処理部１０３Ｂについて説明する。ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ａは、上述したラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０４と基本的には同様の処理を行う。但し、このラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ａは、符号量の見積もりを行うプリエンコード処理のために行われるため、第１フィールドおよび第２フィールドのビデオデータが共に必要とされる。そのため、ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ａでは、第２フィールドの８ラインまでがメインメモリ２０３に格納された時点で、ＭＰＥＧで扱う１６画素×１６ラインのサイズのマクロブロックを構成することが可能となり、この時点で処理を開始することができる。なお、実際には、タイミングジェネレータＴＧ２２０からの指令によって、処理が適切に開始される。
【００８７】
ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ａから出力されたビデオデータは、ＤＣＴモード部２０８に供給される。ＤＣＴモード部２０８は、フィールドＤＣＴ符号化モードか、またはフレームＤＣＴ符号化モードかの何れを用いて符号化するかを決める。
【００８８】
ここでは、実際に符号化するのではなく、垂直方向に隣接した画素間差分値の絶対値和をフィールドＤＣＴ符号化モードで計算したものと、フレームＤＣＴ符号化モードで計算したものとが比較され、その値が小さい符号化モードが選択される。選択結果は、ＤＣＴモードタイプデータdct_typとしてストリーム中に一時的にフラグとして挿入され、後段に伝えられる。
【００８９】
アクティビティ部２０９は、上述したアクティビティ部部２０５と、基本的には同様の処理を行う。ただし、このアクティビティ部２０９では、上述のように、プリエンコード処理を行うためのもので、第１フィールドおよび第２フィールドのデータが共に用いられて、マクロブロック毎のアクティビティが計算される。アクティビティを求めた後に、上述した平均化部２０６から得られるフィールドアクティビティの平均値avg_actを用いて、正規化アクティビティNactが求められる。正規化アクティビティNactは、正規化アクティビティデータnorm_actとしてストリーム中に一時的にフラグとして挿入され、後段に伝えられる。
【００９０】
アクティビティ部２０９の出力は、ＤＣＴ部２１０Ａに供給される。ＤＣＴ部２１０Ａでは、供給されたマクロブロックを８画素×８画素からなるＤＣＴブロックに分割し、ＤＣＴブロックに対して２次元ＤＣＴが行われ、ＤＣＴ係数が生成される。ＤＣＴ係数は、量子化テーブル部２１１Ａに供給される。
【００９１】
量子化テーブル部２１１Ａでは、ＤＣＴ部２１０Ａで変換されたＤＣＴ係数に対して量子化マトリクス(quantizer_matrix)による量子化が行われる。量子化テーブル部２１１Ａの出力は、複数のＱ＿ｎ（量子化）部２１２、２１２、・・・、ＶＬＣ部２１３、２１３、・・・、積算部Σ２１４、２１４、・・・、ならびに、積算部Σ２１５、２１５、・・・とからなる多段階の量子化部に供給される。量子化テーブル部２１１Ａで量子化されたＤＣＴ係数は、この多段階ステップの量子化部で多段階に量子化される。
【００９２】
ＤＣＴ係数は、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・において、それぞれ異なった量子化スケール(quantizer_scale)Ｑを用いて量子化される。なお、量子化スケールＱの値は、例えばＭＰＥＧ２の規格によって予め決められており、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・は、この規格に基づき、例えば３１個の量子化器で構成される。このとき、ｎ＝３１であって、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・は、Ｑ＿１部、Ｑ＿２部、・・・、Ｑ＿３１部である。そして、各量子化器がそれぞれに割り振られた量子化スケールＱｎを用いて、ＤＣＴ係数の量子化が合計で３１ステップ、行われる。以下では、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・のそれぞれに対応する量子化スケール値を量子化スケールＱｎ値とする。
【００９３】
Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・において、上述した式（１）および式（２）を用いて、ＤＣＴ係数の量子化がなされる。このとき、上述したように、丸め精度を設定する値である値Ｍが各量子化スケールＱｎの値に応じてＱ＿ｎ部２１２、２１２、・・・に対してそれぞれ設定される。さらに、この実施の一形態では、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れが選択されたかにより、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・のそれぞれに設定される値Ｍが切り換えられる。
【００９４】
例えば、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・のそれぞれには、アナログインターフェイスに対応した値Ｍ（値Ｍａとする）およびディジタルインターフェイスに対応した値Ｍ（値Ｍｄとする）が、割り当てられた量子化スケールＱｎに応じて予め格納される。操作パネル１２２に対する操作に応じてシスコン１１７から入力セレクト信号が出力され、ＳＤＩ入力部１０１においてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れかが選択される。それと共に、シスコン１１７から、丸め設定信号が出力される。この丸め設定信号は、ＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介してＱ＿ｎ部２１２、２１２、・・・にそれぞれ供給される。この丸め設定信号により、Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・において、値Ｍａおよび値Ｍｄが切り換えられる。
【００９５】
なお、この丸め設定信号は、後述するテーブル２２２に対する、量子化スケール値Ｑｎと値Ｍとの組み合わせの、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスそれぞれに対応したセットのシスコン１１７からのロードを制御する、テーブル制御信号としても用いることができる。
【００９６】
Ｑ＿ｎ部２１２、２１２、・・・において、入力インターフェイスに応じた値Ｍに基づく丸め精度でそれぞれ量子化された、量子化スケールＱｎ毎のＤＣＴ係数は、ＶＬＣ部２１３、２１３、・・・にそれぞれ供給される。量子化スケールＱｎ毎のＤＣＴ係数は、ＶＬＣ部２１３、２１３、・・・において、ジグザグスキャンなどのスキャニングが施され、２次元ハフマンコードなどに基づくＶＬＣテーブルが参照されてそれぞれ可変長符号化される。
【００９７】
ＶＬＣ部２１３、２１３、・・・で可変長符号化されたデータは、それぞれ対応する積算部Σ２１４、２１４、・・・に供給され、それぞれマクロブロック毎に発生符号量が積算される。マクロブロック毎の発生符号量は、各量子化スケールＱｎ毎にメインメモリ２０３に供給され、ストリーム中に一時的にフラグとして挿入され、後段に伝えられる。上述のように３１種類の量子化器を用いる場合には、それぞれに対応する３１種類の発生符号量がマクロブロック毎に得られることになる。
【００９８】
また、積算部Σ２１４、２１４、・・・から出力されたマクロブロック毎の発生符号量は、それぞれ積算部Σ２１５、２１５、・・・に供給される。積算部Σ２１５、２１５、・・・は、アクティビティ部２０９で求めた正規化アクティビティデータnorm_actを用いて、mquant = Q_n×norm_actとして求めた、視覚特性を考慮したquantizer_scale（＝mquant）で量子化した場合のマクロブロック毎の発生符号量に対応する符号量を、積算部Σ２１４で求めたマクロブロック毎の発生符号量の中から選択し、それをフレーム分積算する。
【００９９】
積算部Σ２１５、２１５、・・・で量子化スケールＱｎ毎にそれぞれフレーム分積算された値は、そのフレームにおける発生符号量（フレームデータレート）とされて、後述するレートコントロール部２１７に供給される。なお、上述のように３１種類の量子化器を用いる場合には、それぞれに対応する３１種類の発生符号量がフレーム毎に得られることになる。
【０１００】
次に、エンコード処理部１０３Ｃについて説明する。エンコード処理部１０３Ｃでは、最終的なエンコード処理が行われる。上述したように、プリエンコード処理部１０３Ｂにおいて、様々な量子化を行った場合の１フレーム分の発生符号量が見積もられる。エンコード処理部１０３Ｃでは、この１フレーム分で見積もられた発生符号量に基づき、予め設定された目標発生符号量を絶対に超えないように、エンコードが行われ、ＭＰＥＧ  ＥＳが出力される。
【０１０１】
エンコード処理部１０３Ｃで用いられるデータは、既にメインメモリ２０３に格納されているが、上述したように、プリエンコード処理部１０３Ｂにより様々な量子化を行った場合の１フレームにおける発生符号量が見積もられた時点で処理を開始することができる。エンコード処理部１０３Ｃの各部における処理は、上述と同様に、タイミングジェネレータＴＧ２２０からの指令に基づき適切に開始される。
【０１０２】
メインメモリ２０３から読み出されたビデオデータは、ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ｂにおいて、上述のラスタスキャン／ブロックスキャン変換部２０７Ａと同様の処理をされて１６画素×１６ラインのマクロブロックが切り出される。切り出されたマクロブロックは、ＤＣＴモード部２１６に供給される。
【０１０３】
ＤＣＴモード部２１６では、、上述のＤＣＴモード部２０８と同様に、フィールドＤＣＴ符号化モードおよびフレームＤＣＴ符号化モードの内何れを用いて符号化するかが決められる。このとき、既にＤＣＴモード部２０８において符号化モードが決められ、その結果がＤＣＴタイプデータdct_typとしてストリーム中に一時的に挿入されている。ＤＣＴモード部２１６では、ストリーム中に挿入されたこのＤＣＴタイプデータdct_typを検出し、検出されたＤＣＴタイプデータdct_typに基づきフィールド符号化モードおよびフレーム符号化モードを切り換える。
【０１０４】
ＤＣＴモード部２１６から出力されたマクロブロックは、ＤＣＴ部２１０Ｂに供給され、上述のＤＣＴ部２１０Ａと全く同様にして８画素×８画素のＤＣＴブロック単位で２次元ＤＣＴされる。
【０１０５】
量子化テーブル部２１１Ｂは、上述の量子化テーブル部２１１Ａと全く同様にして、ＤＣＴ部２１０Ｂで変換されたＤＣＴ係数に対して量子化マトリクスによる量子化が行われる。量子化テーブル部２１１Ｂで量子化されたＤＣＴ係数は、レートコントロール部２１７に供給される。
【０１０６】
レートコントロール部２１７では、上述したプリエンコード処理部１０３Ｂにおいて積算部Σ２１５、２１５、・・・で得られた、各量子化スケールＱｎ毎のフレームデータレートの中から、所定に設定される１フレーム当たりの最大発生符号量を超えないもので、且つ、最も設定値に近いものが選択される。そして、選択されたフレームデータレートに対応する量子化器において用いられたマクロブロック毎の量子化スケール(mquant)が、ストリーム中に挿入された正規化アクティビティデータnorm_actから再度求められ、量子化部２１８に供給される。
【０１０７】
なお、１フレーム当たりの最大発生符号量は、例えばシスコン１１７により設定され、ＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介してレートコントロール部２１７に伝えられる。
【０１０８】
また、この際、シスコン１１７で設定されＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介して伝えられる、１フレームあたりの最大発生符号量との差分を超えない範囲で、マクロブロック毎に量子化スケール(mquant)の値を１サイズ小さくするようにできる。これにより、シスコン１１７で設定されＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介して伝えられる１フレーム当たりの最大発生符号量に近付け、高画質を実現することが可能である。
【０１０９】
量子化部２１８では、レートコントロール部２１７により上述のようにして指定される量子化スケール(quantizer_scale)により、量子化テーブル部２１１Ｂで量子化されたＤＣＴ係数の量子化が行われる。このとき、レートコントロール部２１７から与えられる量子化スケールは、正規化アクティビティデータnorm_actから求められた量子化スケール(mquant)の値であるため、視覚特性が考慮された適正量子化が行われることになる。
【０１１０】
量子化部２１８では、上述した式（１）および式（２）を用いてＤＣＴ係数の量子化がなされる。このとき、上述したように、丸め精度を設定する値である値Ｍが、用いられる量子化スケールＱｎの値に応じて設定される。さらに、この実施の一形態では、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れが選択されたかにより、値Ｍが切り換えられる。
【０１１１】
量子化部２１８には、量子化スケールＱｎ値のそれぞれに対する値Ｍの、アナログインターフェイスに対応したセットまたはディジタルインターフェイスに対応したセットがシスコン１１７によりＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介してロードされ格納されるテーブル２２２が接続される。
【０１１２】
すなわち、このテーブル２２２には、既に説明した、アナログインターフェイスに対応するものとしては、量子化スケール値＝１に対しては値Ｍ＝１５、量子化スケール値＝２に対しては値Ｍ＝１４、量子化スケール値＝３に対しては値Ｍ＝１３、量子化スケール値＝４に対しては値Ｍ＝１２、量子化スケール値＝５に対しては値Ｍ＝１１、量子化スケール値＝６に対しては値Ｍ＝１０、量子化スケール値≧７に対しては値Ｍ＝９のセットと、ディジタルインターフェイスに対応するものとしては、量子化スケール値＝１に対しては値Ｍ＝１６、量子化スケール値＝２に対しては値Ｍ＝１５、量子化スケール値＝３に対しては値Ｍ＝１４、量子化スケール値＝４に対しては値Ｍ＝１３、量子化スケール値＝５に対しては値Ｍ＝１２、量子化スケール値＝６に対しては値Ｍ＝１１、量子化スケール値≧７に対しては値Ｍ＝１０のセットとが、入力セレクト信号によりアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何方が選択されたかに応じて、シスコン１１７からＣＰＵ  Ｉ／Ｆ２２１を介してロードされ格納される。
【０１１３】
なお、これは一例であって、量子化スケール値と値Ｍとの組み合わせは、この例に限定されない。また、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスにそれぞれ対応する量子化スケールＱｎ値と値Ｍとのセットを、予めテーブル２２２に格納しておくこともできる。この場合には、例えば選択された入力インターフェイスに対応するセットを、丸め設定信号に基づきテーブル２２２から読み出すように制御される。
【０１１４】
量子化部２１８に対して、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの選択に伴いシスコン１１７から出力される、丸め設定信号がＣＰＵＩ／Ｆ２２１を介して供給される。この丸め設定信号に基づき、テーブル２２２に対して、上述の量子化スケールＱｎ値のそれぞれに対する値Ｍの、アナログインターフェイスに対応したセットと、ディジタルインターフェイスに対応したセットとのうち、入力セレクト信号による選択に対応したセットがロードされる。例えば、アナログインターフェイスが選択された場合には、アナログインターフェイスに対応したセットがテーブル２２２にロードされ、ロードされたセットに基づき、量子化部２１８における量子化の際の丸め精度が量子化スケールＱｎ値毎に設定される。
【０１１５】
このようにして、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの選択に応じて丸め精度が設定され、量子化部２１８で量子化されたＤＣＴ係数は、ＶＬＣ部２１９に供給される。量子化されＶＬＣ部２１９に供給されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンなどのスキャンニングが施され、２次元ハフマンコードに基づくＶＬＣテーブルが参照されてそれぞれ可変長符号化される。さらに、可変長符号に対して、バイト単位で整列するようにビットシフトが施され、ＭＰＥＧ  ＥＳとされて出力される。
【０１１６】
なお、上述では、ＭＰＥＧエンコーダ１０３における処理がハードウェアにより行われるように説明したが、これはこの例に限定されない。ＭＰＥＧエンコーダ１０３の処理は、ソフトウェアによっても同様に実現可能なものである。例えば、コンピュータ装置にビデオ信号のアナログおよびディジタルの入力インターフェイスを設け、コンピュータ上に搭載されたソフトウェアによりＣＰＵおよびメモリなどを利用して実行することができる。また、上述のディジタルＶＴＲの構成において、ＭＰＥＧエンコーダ１０３をＣＰＵおよびメモリに置き換えたような構成としてもよい。
【０１１７】
図８〜図１０は、ＭＰＥＧエンコーダ１０３の処理をソフトウェアで行う場合の一例のフローチャートである。これら図８〜図１０のフローチャートによる処理は、上述したハードウェアによる処理と同様なものであるので、以下では、ハードウェアにおける処理と対応させながら、概略的に説明する。なお、図８〜図１０において、符号ＡおよびＢは、それぞれ対応する符号に処理が移行することを示す。
【０１１８】
図８に示されるステップＳ１〜Ｓ７は、上述の入力フィールドアクティビティ平均化処理部１０３Ａによる処理に対応する。図９に示されるステップＳ１１〜Ｓ２１は、上述のプリエンコード処理部１０３Ｂに対応する。また、図１０に示されるステップＳ３１〜Ｓ３８は、上述のエンコード処理部１０３Ｃに対応する。
【０１１９】
処理の開始に先んじて、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち何れを用いるかが選択される。選択結果は、例えばメモリに一旦格納される。
【０１２０】
図８において、最初のステップＳ１で、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうち選択された入力インターフェイスを介してビデオデータが取り込まれる。次のステップＳ２で、取り込まれたビデオデータから、垂直ブランキング区間でＭＰＥＧにおける各ヘッダが抽出されメモリに格納される。垂直ブランキング区間以外では、取り込まれたビデオデータがメモリに格納される。
【０１２１】
ステップＳ３では、ビデオデータがラスタスキャンからブロックスキャンへと変換され、マクロブロックが切り出される。これは、例えばメモリに格納されたビデオデータを読み出す際の読み出しアドレスを制御することでなされる。ステップＳ４で、マクロブロックに切り出されたビデオデータに対して第１フィールドによるアクティビティ計算がなされ、計算結果のアクティビティActibity(act)がステップＳ５で積算され、積算値sumとしてメモリに格納される。これらステップＳ３〜Ｓ５までの処理は、ステップＳ６において第１フィールドの最終マクロブロックの処理が終了したと判断されるまで繰り返される。すなわち、積算値sumは、１フィールド分のマクロブロックのアクティビティの合計となる。
【０１２２】
ステップＳ６において１フィールドの最終マクロブロックまで処理が終了したと判断されたら、ステップＳ７で、メモリに格納された積算値sumが１フィールド分のマクロブロック数で除され、１フィールド分のアクティビティが平均化されたフィールドアクティビティの平均値Actibity(avg_act)が求められ、メモリに格納される。
【０１２３】
フィールドアクティビティの平均値Actibity(avg_act)が求められると、処理は図９のステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、上述のステップＳ３と同様に、メモリに格納されたビデオデータがラスタスキャンからブロックスキャンへと変換され、マクロブロックが切り出される。
【０１２４】
次のステップＳ１２で、ＤＣＴをフィールドＤＣＴ符号化モードおよびフレームＤＣＴ符号化モードの何れで行うかが選択され、選択結果がＤＣＴモードタイプデータdct_typとしてメモリに格納される。ステップＳ１３では、第１および第２フィールドが共に用いられて、マクロブロック毎のアクティビティが計算され、上述のステップＳ７で求められメモリに格納されたフィールドアクティビティの平均値Actibity(avg_act)を用いて正規化アクティビティActibity(norm_act)が求められる。求められた正規化アクティビティActibity(norm_act)は、メモリに格納される。
【０１２５】
次のステップＳ１４で、上述のステップＳ１１でビデオデータから切り出されたマクロブロックが８画素×８画素からなるＤＣＴブロックに分割され、このＤＣＴブロックに対して２次元ＤＣＴが行われる。２次元ＤＣＴによりＤＣＴブロックが変換されたＤＣＴ係数は、ステップＳ１５で量子化テーブル(quantizer_table)による量子化がなされ、処理はステップＳ１６に移行される。
【０１２６】
ステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を、量子化スケール(quantizer_scale)Ｑｎ値それぞれについて行うように繰り返すことで、上述のＱ＿ｎ部２１２、２１２、・・・、ＶＬＣ部２１３、２１３、・・・、積算部Σ２１４、２１４、・・・、ならびに、積算部Σ２１５、２１５、・・・に相当する処理が行われる。すなわち、ステップＳ１６で、上述した式（１）および式（２）に基づき、ＤＣＴ係数に対して量子化スケールＱ＝１での量子化が行われ、ステップＳ１７で、ＶＬＣテーブルが参照されて量子化されたＤＣＴ係数が可変長符号化される。そして、ステップＳ１８で可変長符号化によるマクロブロックにおける発生符号量が計算され、ステップＳ１９で、ステップＳ１８で求められたマクロブロック毎の発生符号量が１フレーム分、積算される。ステップＳ２０で次の量子化スケールＱｎがあるか否かが判断され、次の量子化スケールＱｎがあると判断されたら、処理はステップＳ１６に戻され、次の量子化スケールＱｎに基づく処理が行われる。量子化スケールＱｎ毎の１フレーム分の発生符号量は、それぞれメモリに格納される。
【０１２７】
なお、ステップＳ１６の処理において、量子化の際の丸め精度を設定する値である値Ｍが各量子化スケールＱｎの値に応じてそれぞれ設定される。さらに、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスの何れが選択されたかにより、上述したようにして値Ｍが切り換えられる。これら、アナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのそれぞれに対応した各量子化スケールＱｎの値は、例えばＣ言語的な表現を用いて上述したようにプログラム的に発生させてもよいし、予めメモリなどの記憶媒体に格納しておいたものを用いることもできる。
【０１２８】
ステップＳ２０で、全ての量子化スケールＱｎの値についてフレームにおける発生符号量の積算値が求められたとされれば、ステップＳ２１で、１フレームの最終マクロブロック（ＭＢ）まで処理が終了したかどうかが判断され、最終マクロブロックまでの処理が終了していなければ、処理がステップＳ１１に戻される。最終マクロブロックまでの処理が終了され１フレーム分の発生符号量が見積もられれば、処理は図１０のステップＳ３１に移行され、実際のエンコード処理が行われる。
【０１２９】
ステップＳ３１では、上述のステップＳ１１と同様に、メモリに格納されたビデオデータがラスタスキャンからブロックスキャンへと変換され、マクロブロックが切り出される。次のステップＳ３２では、上述のステップＳ１２でメモリに格納されたＤＣＴモードタイプデータdct_typに基づきＤＣＴ符号化モードが設定される。
【０１３０】
ステップＳ３３では、ステップＳ３１でビデオデータから切り出されたマクロブロックが８画素×８画素からなるＤＣＴブロックに分割され、このＤＣＴブロックに対して次元ＤＣＴが行われる。２次元ＤＣＴによりＤＣＴブロックが変換されたＤＣＴ係数は、ステップＳ３４で量子化テーブル(quantizer_table)による量子化がなされ、処理はステップＳ３５に移行される。
【０１３１】
ステップＳ３５では、上述したステップＳ１１〜Ｓ２１において見積もられた、量子化スケールＱｎ毎の１フレーム分の発生符号量に基づき、実際のエンコード処理において発生される符号量の制御を行うために、後述するステップＳ３６で用いられる量子化スケールＱｎがマクロブロック毎に設定される。
【０１３２】
そして、処理はステップＳ３６に移行され、ステップＳ３５で設定された量子化スケールＱｎを用いて、ステップＳ３４で量子化テーブルを用いて量子化されたＤＣＴ係数の量子化が行われる。なお、このステップＳ３６では、量子化に用いられる量子化スケールＱｎの値と、ビデオデータの入力インターフェイスとしてアナログおよびディジタルの何れが選択されたかの選択結果とに基づき、量子化の際の丸め精度を設定する値Ｍがマクロブロック毎に設定される。そして、値Ｍにより設定された丸め精度で以て、マクロブロックの量子化がなされる。
【０１３３】
ステップＳ３６で量子化されたＤＣＴ係数は、次のステップＳ３７でＶＬＣテーブルが参照され可変長符号化される。そして、ステップＳ３８で１フレームの最終マクロブロックまで処理が行われたか否かが判断され、１フレームの最終マクロブロックまで処理されていないと判断されれば、処理がステップＳ３１に戻され、次のマクロブロックに対する量子化処理および可変長符号化処理が行われる。一方、ステップＳ３７で、１フレームの最終マクロブロックまで処理が行われたと判断されれば、１フレーム分のエンコード処理が終了したとされる。
【０１３４】
なお、上述では、ステップＳ１１〜Ｓ２１までのプリエンコード処理と、ステップＳ３１〜Ｓ３８までのエンコード処理とを別々の処理として説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、ステップＳ１１〜Ｓ２１において発生符号量の見積もりにより得られたデータをメモリに格納し、そこから実際のエンコード処理により得られるデータを選択して取り出すようにする。これにより、ステップＳ３１〜Ｓ３８の処理をステップＳ１１〜Ｓ２１による処理に含まれるループとして組み込むことができる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、量子化の際の丸め精度を設定する値を量子化スケール値に応じて用意していると共に、ビデオ信号の入力インターフェイスとしてアナログインターフェイスおよびディジタルインターフェイスのうちの何れが選択されたかにより、量子化スケール毎の丸め精度を異ならせている。そのため、安定系のデジタルインターフェースを選択した場合には、微少振幅部の解像度を残しつつ画質が最適化され、且つ、不安定要因の存在するアナログインターフェースが選択された場合には、量子化スケール(quantizer_scale)値毎に設定可能な量子化丸め精度をディジタルインターフェースにおける設定値より切り捨て傾向に設定することで、アナログインターフェース特有のノイズなどを強調する事なく画質を最適化できる効果がある。
【０１３６】
すなわち、この発明を用いることで、デジタルインターフェースおよびアナログインターフェースのそれぞれにおいて、最適な画質設定を施すことが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態が適用されたディジタルＶＴＲのの一例の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の一形態によるディジタルＶＴＲにおけるＭＰＥＧエンコーダの一例の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】  quantiser_scale ＝１０で丸め精度が４捨５入である場合の丸め処理を示す略線図である。
【図４】  quantiser_scale ＝１０で丸め精度が５捨６入である場合の丸め処理を示す略線図である。
【図５】  quantiser_scale ＝１０で丸め精度が６捨７入である場合の丸め処理を示す略線図である。
【図６】ＤＣＴ係数の各係数に対する一例の重み付け係数(Intra_Quantizser_Matrix)を示す略線図である。
【図７】ＭＰＥＧエンコーダの一例の構成をより具体的に示すブロック図である。
【図８】ＭＰＥＧエンコーダの処理をソフトウェアで行う場合の一例のフローチャートである。
【図９】ＭＰＥＧエンコーダの処理をソフトウェアで行う場合の一例のフローチャートである。
【図１０】ＭＰＥＧエンコーダの処理をソフトウェアで行う場合の一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０１・・・ＳＤＩ入力部、１０３・・・ＭＰＥＧエンコーダ、１０６・・・ＭＦＣ部、１２０・・・アナログ入力部、１２２・・・操作パネル、２０３・・・メインメモリ、２０５・・・アクティビティ部、２０６・・・平均化部、２０７Ａ，２０７Ｂ・・・ラスタスキャン／ブロックスキャン変換部、２０９・・・アクティビティ部、２１０Ａ，２１０Ｂ・・・ＤＣＴ部、２１１Ａ，２１１Ｂ・・・量子化テーブル部、２１２・・・Ｑ＿ｎ（量子化）部、２１３・・・ＶＬＣ部、２１４，２１５・・・積算部Σ、２１７・・・レートコントロール部、２１８・・・量子化部、２２２・・・テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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