JP3082302B2 - ディジタルビデオ信号の記録／再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転ヘッドにより磁
気テープにディジタルビデオ信号を記録／再生するよう
にしたディジタルビデオ信号の記録／再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオ信号を記録／再生する
ディジタルＶＴＲでは、記録とテープ速度が等しい通常
再生に比して、このテープ速度がより高速とされる高速
再生時には、図７に示すように、磁気テープ上に形成さ
れた複数のトラックＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８を跨がっ
て回転ヘッドがＴ０で示すように、磁気テープを走査し
ていた。図７の例は、テープ速度が通常に比して８倍と
される再生動作の例である。ディジタルＶＴＲの場合に
は、記録／再生データ量が多いので、マルチトラックの
構成が採られたりするが、図７は、説明の簡単のため
に、各トラックには、１フレームのビデオデータが記録
されるものとしている。

【０００３】上述のように、８本のトラックＶ１〜Ｖ８
のそれぞれから再生された再生信号は、８フレーム期間
にわたっている。ディジタル画像メモリを使用して、こ
れらの８フレームのデータを寄せ集めることによって、
１フレームの再生画像を形成していた。かかる高速再生
の方法は、基本的にアナログＶＴＲによるものと同じで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高速再生時には、通常
再生時と高速再生時のテープ速度の比に関係した複数フ
レーム期間にそれぞれ含まれるデータが１フレームの画
面の形成のために使用される。しかしながら、この比が
大きくなるにつれて、１フレームの画面を構成するデー
タが相関が弱いデータとなり、高速再生時の再生画像の
画質が劣化する。特に、動きがある時には、この傾向が
強く、例えばパニング等のシーンでは、殆どその内容が
わからない。

【０００５】従って、この発明の目的は、高速再生時に
再生画像の画質を向上できるディジタルビデオ信号の記
録／再生装置をを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、記録すべき
ディジタルビデオ信号の内で画面中の特定領域と対応す
る信号を記録媒体の記録トラックの所定位置に対応する
ように記録すると共に、複数の再生ヘッドＨ１〜Ｈ４を
設け、記録時とテープ速度が等しい通常再生に比して、
テープ速度がより高速とされる高速再生時に、複数の再
生ヘッドＨ１〜Ｈ４を所定周期で切り替えることによっ
て、特定領域に対応する信号を順次得るようにしたこと
を特徴とするディジタルビデオ信号の記録／再生装置で
ある。

【０００７】

【作用】記録トラックの所定位置に記録されている特定
略線図の信号を複数の再生ヘッドＨ１〜Ｈ４により得る
ので、相関が強い信号によって、再生画像を構成するこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１は、この一実施例の記録系の構成を示
す。１で示す入力端子に、記録すべきアナログビデオ信
号が供給される。このビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２によ
りディジタル信号に変換される。１サンプルが８ビット
にディジタル化されたディジタルビデオ信号がブロック
化回路３に供給される。ビデオデータは、ブロック化回
路３で、走査線の順序からブロックの順序にデータの配
列が変換される。１フレーム或いは１フィールドの画面
が多数のブロック例えば（４×４＝１６画素）のブロッ
クに細分化される。ブロック化回路３の出力信号がブロ
ック符号化回路４及びバッファリング回路５に供給され
る。

【０００９】ブロック符号化回路４は、一例として本願
出願人の提案にかかわるダイナミックレンジに適応した
符号化である。すなわち、本願出願人は、特開昭６１−
１４４９８９号公報に記載されているような、２次元ブ
ロック内に含まれる複数画素の最大値及び最小値により
規定されるダイナミックレンジを求め、このダイナミッ
クレンジに適応した符号化を行う高能率符号化装置を提
案している。また、特開昭６２−９２６２０号公報に記
載されているように、複数フレームに夫々含まれる領域
の画素から形成された３次元ブロックに関してダイナミ
ックレンジに適応した符号化を行う高能率符号化装置を
提案している。更に、特開昭６２−１２８６２１号公報
に記載されているように、量子化を行った時に生じる最
大歪が一定となるようなダイナミックレンジに応じてビ
ット数が変換する可変長符号化方法を提案している。こ
れらの符号化がブロック符号化として使用できる。

【００１０】先に提案されているダイナミックレンジに
適応した符号化方法（ＡＤＲＣと称する）は、ダイナミ
ックレンジＤＲ（最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの差）を
ブロック毎に算出し、また、入力画素データからそのブ
ロック内で最小のレベル（最小値）が除去される。この
最小値除去後の画素データを代表レベルに変換する。こ
の量子化は、元の量子化ビット数より少ないビット数例
えば２ビットと対応する４個のレベル範囲に検出された
ダイナミックレンジＤＲを分割し、ブロック内の各画素
データが属するレベル範囲を検出し、このレベル範囲を
示すコード信号を発生する処理である。２ビットの量子
化を行う時には、ブロックのダイナミックレンジＤＲが
４個のレベル範囲に分割され、最小のレベル範囲から最
大のレベル範囲にそれぞれ含まれる画素データが（０
０）から順に、（０１）、（１０）、（１１）と符号化
される。従って、各画素の８ビットのデータが２ビット
に圧縮されて伝送される。受信側では、受信されたコー
ド信号が代表レベルに復元される。この代表レベルは、
量子化の基準となる４個のレベル範囲の夫々の中央のレ
ベルである。

【００１１】上述のダイナミックレンジに適応したＡＤ
ＲＣ符号化は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮できる
ので、ディジタルＶＴＲに適用して好適である。特に、
可変長ＡＤＲＣは、圧縮率を高くすることができる。し
かし、可変長ＡＤＲＣは、伝送データの量が画像の内容
によって変動するため、所定量のデータを１トラックと
して記録するディジタルＶＴＲのような固定レートの伝
送路を使用する時には、バッファリングの処理が必要と
される。バッファリング回路５は、このために設けられ
ている。バッファリング回路５としては、特願昭６１−
２５７５８６号明細書に記載されているように、累積型
のダイナミックレンジの度数分布を形成し、この度数分
布に対して、予め用意されている割り当てビット数を定
めるためのしきい値を適用し、所定期間例えば１フレー
ム期間の発生情報量を求め、発生情報量が目標値を超え
ないように、制御するものを使用できる。

【００１２】ここで、本願発明は、ＡＤＲＣのみに限定
されるものではなく、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transf
orm)等のブロック符号化を使用できる。

【００１３】ブロック符号化回路４の符号化出力及びバ
ッファリング回路５からのしきい値データ等のバッファ
リングに必要なデータがフレーミング回路６に供給され
る。フレーミング回路６は、ダイナミックレンジＤＲ、
最小値ＭＩＮ及びコード信号ＤＴがバイトシリアルに配
列され、同期信号が付加された記録データを形成する。
また、フレーミング回路６は、１フレームの記録データ
の順序を変更し、１フレームの画面の中央部の画像が磁
気テープのヘッド突入側（すなわち、トラックの始端近
傍）に記録されるようにする。さらに、フレーミング回
路６では、付加的コード（ＤＲ、ＭＩＮ）とコード信号
ＤＴの夫々に対するエラー訂正符号の符号化がなされ
る。

【００１４】フレーミング回路６からの記録データが記
録回路７に供給され、チャンネル符号化、記録増幅等の
処理が記録回路７によりされる。記録回路７からの記録
信号が図示せずも、回転トランスを介して回転ヘッドＨ
１に供給される。この実施例では、１フレーム分の記録
データを１本のトラックとして記録している。また、図
３に示すように、フレーム周波数で回転するドラム８に
対して、９０°間隔で４個のヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３及
びＨ４が取り付けられている。ドラム８の周面には、図
示せずも、３００°程度より大きな巻き付け角で、磁気
テープが巻き付けられている。記録時には、４個の回転
ヘッドの内の１個の回転ヘッドＨ１が使用される。

【００１５】フレーミング回路６では、図４に示すよう
に、１フレームの画面９が等しい面積の４個の領域Ａ
１、Ａ２、Ａ３及びＡ４に分割した時に、その中央部の
領域Ａ１がトラック上に最初に記録されるように、記録
データの順序を並び替えている。すなわち、図５は、磁
気テープ上のトラックパターンを示しており、磁気テー
プをその下から上に向かって回転ヘッドＨ１が走査する
ことで、斜めのトラックＶ１、Ｖ２、・・・が順次形成
される。トラックＶ１〜Ｖ８のそれぞれに１フレーム分
の記録データが記録される。各トラックの始端の近傍
に、領域Ａ１に関する記録データが記録され、次に領域
Ａ２の記録データが記録され、その次に領域Ａ３の記録
データが記録され、終端の近傍に、領域Ａ４の記録デー
タが記録される。

【００１６】上述のように記録された磁気テープは、通
常再生時には、記録時と等しい速度で磁気テープが送ら
れ、回転ヘッドＨ１により各トラックが走査される。ま
た、高速再生時には、４個の回転ヘッドＨ１〜Ｈ４が使
用される。図２は、再生系の構成を示し、回転ヘッドＨ
１〜Ｈ４の再生信号が図示せずも、回転トランスをそれ
ぞれ介して再生回路１１ａ〜１１ｄにそれぞれ供給され
る。再生回路１１ａ〜１１ｄは、再生増幅、再生クロッ
クのリカバリー、チャンネル復号等を行う。

【００１７】再生回路１１ａ〜１１ｄの出力信号が切り
換え合成回路１２に供給される。この切り換え合成回路
１２は、切り換え信号発生回路１３からの切り換え信号
により制御される。切り換え信号発生回路１３には、入
力端子１４からのモード制御信号が供給される。モード
制御信号は、システムコントローラで形成されたもの
で、ｎ倍速再生のｎの値を示すもので、（ｎ＝１）が通
常再生モードを意味する。このモード制御信号は、後述
のバッファメモリ１８に対する制御信号を発生する制御
信号発生回路１５にも供給される。

【００１８】切り換え合成回路１２は、通常再生モード
では、回転ヘッドＨ１でピックアップされ、再生回路１
１ａから出力される再生信号のみが選択的に出力され、
高速再生モード（すなわち、ｎ＞１）では、４個の回転
ヘッドＨ１〜Ｈ４の再生信号が順に出力されるように、
切り換え信号により制御される。この実施例では、倍速
の比ｎとして、（ｎ＝４ｍ、ｍ：１、２、３、・・）が
可能とされている。

【００１９】切り換え合成回路１２からの出力信号がブ
ロック復号回路１６に供給される。ブロック復号回路１
６は、記録系に設けられているブロック符号化回路４に
よる符号化を復号するためのもので、例えばＡＤＲＣの
デコーダである。ブロック復号回路１６の出力信号がブ
ロック分解回路１７に供給され、ブロックの順序のデー
タがテレビジョンのラスター走査の順に戻される。この
ブロック分解回路１７の出力信号がバッファメモリ１８
に供給される。バッファメモリ１８は、例えば１フレー
ムの画像データを記憶できる容量を有している。

【００２０】バッファメモリ１８に対して、制御信号発
生回路１５からの制御信号が供給される。前述のよう
に、各トラックには、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の順
に各領域の記録データが記録されている。回転ヘッドＨ
１のみが使用される通常再生モードでは、この記録順序
で、且つラスター走査の順の再生データがバッファメモ
リ１８に書き込まれ、１フレームの画面の左上から始ま
る通常のラスター走査の順のデータが読み出される。こ
の並び替えは、バッファメモリ１８のアドレスの制御で
行うことができる。

【００２１】高速再生モードでは、４個の回転ヘッドＨ
１〜Ｈ４の再生信号が全て使用される。例えば８倍速再
生モードでは、各ヘッドが１／４フレーム期間ずつの時
間遅れをもって、すなわち、２トラックずつのずれをも
って、磁気テープを走査する。回転ヘッドＨ１〜Ｈ４の
１フレーム分の走査軌跡の内で、走査開始から１／４フ
レーム期間に相当する走査（図６におけるＴ１、Ｔ２、
Ｔ３、Ｔ４）で得られた再生信号が切り換え合成回路１
２で選択され、１フレーム分の再生データが形成され
る。この図６から分かるように、各部分的な走査で得ら
れる再生データは、２フレーム期間のデータから構成さ
れた中央部のデータである。

【００２２】上述の８倍速再生モードでは、１フレーム
期間で、走査Ｔ１〜Ｔ４とそれぞれ対応して、領域Ａ１
の再生データが４回得られる。８倍速再生に限らず、４
個の回転ヘッドＨ１〜Ｈを使用した４ｍ倍速再生では、
１フレーム期間で、領域Ａ１の再生データが４回得られ
る。ここで、領域Ａ１の再生データは、同一フレームの
データからなるものではなく、ｍフレームのデータから
なるものである。８倍速再生であれば、２フレームに含
まれる領域Ａ１を合成したものである。また、領域Ａ１
は、１フレームの面積の１／４の大きさであるので、４
個の領域Ａ１の再生データによって、１フレームの大き
さの画面が構成できる。

【００２３】この実施例では、１フレームの画面を４等
分した範囲にそれぞれ４個の領域Ａ１の再生データを表
示する。８倍速再生モードの例では、走査Ｔ１で得られ
た再生データによる画像を画面を左上に表示し、走査Ｔ
２で得られた再生データによる画像を画面を右上に表示
し、走査Ｔ３で得られた再生データによる画像を画面を
左下に表示し、走査Ｔ４で得られた再生データによる画
像を画面を右下に表示する。このような分割表示のため
のデータの並び替えは、バッファメモリ１８においてな
される。通常再生モードと高速再生モードとで異なる並
び替えの処理は、制御信号発生回路１５からの制御信号
によって制御される。

【００２４】上述のように、高速再生モードでは、それ
ぞれが２フレーム期間の各領域Ａ１の信号で構成される
画面の中央部の画像が４分割表示される。２フレーム期
間の信号から構成されているので、相関が強く、動きが
ある場合でも、画質が良好である。画面の中央部のみが
再生されるが、記録内容の把握を行うという高速再生の
目的を達成することができる。しかも、連続した４枚の
分割画像が表示されるので、内容の把握がより容易であ
る。なお、この発明は、画面の中央部に限らず、任意の
位置の画像を切り出すことができる。

【００２５】この発明は、可変長符号化を行う場合に適
用した場合には、とりわけ有効なものである。すなわ
ち、可変長符号化、例えば可変長ＡＤＲＣの場合では、
ブロックのダイナミックレンジ及び最小値ＭＩＮ等の固
定長のデータが規則的に配置され、可変長の画素の符号
化データが順に前の方へ詰められた記録データを形成し
ている。この方式では、１トラックの記録データのうち
で、その後半となるほど、エラーの伝搬の影響を受けや
すい。しかしながら、上述のように、トラックの始端の
付近に中央部の画像データを記録しているので、通常再
生モードで、中央部の画像がエラーとなりにくい利点が
ある。

【００２６】また、この発明は、ハイビジョン信号等の
高解像度ビデオ信号をブロック符号化して記録／再生す
るディジタルＶＴＲにも適用できる。ハイビジョン信号
は、標準解像度の信号に比して、約５倍の情報量があ
り、アスペクト比も異なるために、標準のモニタによっ
て、ハイビジョンＶＴＲの再生画像を見る時には、ダウ
ンコンバートが必要とされる。しかしながら、ダウンコ
ンバートを行うにしても、上下に画像がない領域ができ
たり、左右の画像が削られたりする問題がある。この発
明を適用すると、ハイビジョン信号の画面の中央部を
（４：３）のアスペクト比で切り出し、テープ上のトラ
ックの所定の位置に記録し、標準モードでは、１／５の
データ量だけを出力する。これによって、ハイビジョン
ＶＴＲの再生画像を標準モニタで見ることが可能とな
る。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、高速再生時に、相関が強い
画像データを使用した再生画像を形成するので、再生画
像の画質を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の記録系の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】この発明の一実施例の再生系の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】この発明の一実施例のヘッド配置を示す略線図
である。

【図４】この発明の一実施例における１フレームの画面
の分割を示す略線図である。

【図５】この発明の一実施例におけるテープパターンを
示す略線図である。

【図６】この発明の一実施例における高速再生動作の説
明に用いる略線図である。

【図７】従来の高速再生動作の説明に用いるテープパタ
ーンの略線図である。

【符号の説明】

４ ブロック符号化回路 ６ フレーミング回路 Ｈ１〜Ｈ４ 回転ヘッド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録すべきディジタルビデオ信号の内で
   画面中の特定領域と対応する信号を記録媒体の記録トラ
   ックの所定位置に対応するように記録すると共に、複数
   の再生ヘッドを設け、記録時とテープ速度が等しい通常
   再生に比して、上記テープ速度がより高速とされる高速
   再生時に、上記複数の再生ヘッドを所定周期で切り替え
   ることによって、上記特定領域に対応する信号を順次得
   るようにしたことを特徴とするディジタルビデオ信号の
   記録／再生装置。