JPH02272893A - ハイビジョン静止画記録再生方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハイビジョン方式の静止画を、光ディスク装
置に記録・再生する静止画記録再生方法に関し、特にそ
の信号処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光ディスクを使用した映像記録再生装置は既に実用化さ
れているが、現在では、ＮＴＳＣテレビジョン方式に対
応するものであり、ＦＭ変調でアナログ記録方式が主流
となっていて、映像帯域は４．２ＭＨｚ〜５ＭＨｚ程度
であり、光ディスクの回転数も１８００ｒｐｍと、現在
の技術レベルにとって妥当な水準で実現されている。

最近開発されつつあり、高精細度映像を表示するいわゆ
るＨＤＴＶの一方式であるハイビジョンでは、水平走査
線数が１１２５本と従来の２倍以上となっており、映像
帯域幅も、輝度信号で２０Ｍ１（ｚ、色信号で６ＭＩ（
ｚと非常に広帯域である。そのため、印刷物や写真に近
い高品質の映像が得られ、これの記録再生機器として、
ＶＴＲとともにディスク記録再生装置の開発が検討され
ている。

しかし、上記のように極めて広帯域の映像を処理する必
要があるため、動画に関しては、例えば、映像信号を２
チヤンネルに分割して各チャンネルごとに時間軸伸張し
、記録映像信号の占有帯域を減らし、２ビームのレーザ
光で並列に記録再生するなどの複雑な方法を採用するこ
とが必要となる、しかも、直径３０ｃｍのディスクで１
０分程度の演奏時間しか得られず、価格的にも実用化か
らは、なお遠いものとなっている。

一方、ハイビジョンの高品質映像を利用して、美術等の
映像ライブラリ、商品カタログ等の印刷物の代用、教育
・医療分野での応用等を目的として、ハイビジョン信号
から成る静止画像を記録再生するディスク装置が開発さ
れている。この装置は、動画に対してやや実現性が大き
く、また、最近の光磁気ディスクの実用化に伴って、Ｖ
ＴＲのように、手軽に記録再生の可能な光ディスク装置
の実現化が考えられるようになっている。

上記ハイビジョン信号の記録には、従来、大別して二つ
の方法が考えられている。

一つはディジタル方式であって、ディジタル化されたハ
イビジョン信号をメモリに蓄え、この情報を、技術的に
可能な速度で転送して光ディスクに記録する方法である
。

他の一つはアナログ方式であるが、この場合には、前記
動画の記録の場合と同様の問題があり、もし映像信号を
１チヤンネルで記録しようとすると、システムの帯域が
３０〜４０ＭＨｚと非常に広帯域化が必要となり、ディ
スクの回転数を上げたり、ディスクを大口径化する要求
が生じ、レーザ光源の高出力化が必要となったり、サー
ボ系が不安定になったり、システムが大型化して複雑高
価なものとなる。

したがって、現在では、主としてディジタル方式による
開発が各方面で試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、ディジタル方式によってハイビジョン信号を
記録する場合、１枚の画像を記録するためには、２〜４
ＭＢの情報量を必要とし、現在の光ディスクの転送レー
トでは、記録および再生するのに、それぞれ５〜１０秒
かかってしまう。また、５．２５インチの光磁気ディス
クを使う場合には、約２００枚の画像しか収容できない
。

更に、転送レートを改善するために、前記動画記録の場
合のように、光学ヘッドをマルチ化したり、駆動装置を
複数台使用して疑似的に転送レートや帯域幅を上げる試
みが行われているが、システムが複雑化し、且つ高価に
なってしまうという問題を生じており、ハイビジョン方
式の静止画記録再生においても、まだ実用的な装置は得
られていない。

本発明は、上記のような問題点を考慮して、ヘッドをマ
ルチ化したり、駆動装置を複数台使ったりすることなく
、且つ１枚の画像を１秒以下で記録および再生可能とす
るような、ハイビジョン方式の静止画記録再生方法の提
供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るハイビジョン静止画記録再生方法は、上記
の課題を解決するために、ハイビジョン方式のテレビジ
ョン信号を記録再生するハイビジョン静止画記録再生方
法において、輝度信号および色信号をそれぞれＡ／Ｄ変
換してフレームメモリに記憶し、時間軸伸張したのち、
これらの時間軸伸張された輝度信号および色信号を時分
割多重し、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換して
からＦＭ変調し、このＦＭ変調された信号を単一の光学
ヘッドを用いて光ディスク上に記録し、再生時には、光
学ヘッドからの再生信号を、ＦＭ復調したのちＡ／Ｄ変
換し、輝度信号および色信号をそれぞれフレームメモリ
に記憶し、時間軸圧縮して読出すようにしたことを特徴
としている。

〔作　用〕 上記のように、記録に際しては、ディジタル化された輝
度信号および色信号を、高速でフレームメモリに記憶さ
せたのち、それぞれ１／１２および１／４に帯域圧縮さ
れるとともに、時分割多重して１チヤンネル化してから
光ディスクに記録するので、１フレーム当たりの記録時
間が０．５秒程度に短くなる。また、現在、既に実用化
されている光磁気ディスクに使われているものと同様な
単一光学ヘッドで記録が可能であり、且つ光ディスクの
回転数も同じ（１８００ｒｐｍ）でよい。

また、１５トラツクで１フレーム記録できるので、５．
２５インチの光磁気ディスクを使用して、１０００フレ
ーム以上に記録することができるようになる。

再生においても、光学ディスクからの再生出力をディジ
タル化したのち、輝度信号および色信号に２チヤンネル
化してフレームメモリに記憶し、これを高速で読出すの
で、記録時と同様に０．５秒程度で速やかに再生できる
。

したがって、現在の光磁気ディスクの光学ヘッドやディ
スク駆動機構を利用して、１枚の高精細度静止画を、１
秒以下で記録および再生できる静止画記録再生方法が可
能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第１図に示したハイビジョン静止画記録再生装置におい
て、入力端子１から入力された映像信号は、記録系処理
部２でディジタル化されたのち、時間軸伸張および帯域
圧縮されてアナログ信号に戻されるが、このアナログ信
号をＦＭ変調器３においてＦＭ変調し、光学ヘッド４の
半導体レーザ光源を駆動し、スピンドルモータ５によっ
て１８０Ｏｒｐｍの速度で回転する光ディスク６におけ
る、磁石７によって磁界の加えられた部分に、変調され
た半導体レーザ光源により順次記録されていくように成
っている。再生時には、上記光学ヘッド４から出力され
たＦＭ信号波を、ＦＭ復調器８により復調し、復調され
た映像信号を再生系処理部９において時間軸圧縮する。

これによって、記録系処理部２で処理された映像信号が
復元され、出力端子１０から出力される。

第１図における記録系処理部２の詳細を第２図に示し、
再生系処理部９の詳細を第３図に示す。

記録系処理部２は、第２図に示したように、ハイビジョ
ン映像信号の輝度信号（以下、Ｙ信号と称する）および
色信号（以下、Ｃ信号と称する）ＰｒおよびＰｂの入力
する入力端子１１・１２および１３のうち、入力端子１
１はＹ信号用Ａ／Ｄ変換器１４の入力側に、また入力端
子１２および入力端子１３は、それぞれＣ信号用Ａ／Ｄ
変換器１５および１６の入力側に接続されている。

Ｙ信号用Ａ／Ｄ変換器１４の出力側は、Ｙフレームメモ
リ１７の入力側に、Ｃ信号用Ａ／Ｄ変換器１５および１
６の出力側は、垂直フィルタ１８の入力側にそれぞれ接
続され、垂直フィルタ１８の出力側は、Ｃフレームメモ
リ１９の入力側に接続されている。

上記Ｙフレームメモリ１７とＣフレームメモリ１９の出
力側は、いずれもＴＣＩ　（Ｔｉｍｅ　　Ｃｏｍｐｒｅ
ｓＳｅｄ　　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）エンコーダ２０
の入力側に接続され、このＴＣＩエンコーダ２０の出力
側は、Ｄ／Ａ変換器２１の入力側に接続されるとともに
、後述のメモリ制御器２７にも接続されている。Ｄ／Ａ
変換器２１の出力側はＬＰＦ（Ｌｏｗ　　Ｐａ５ｓ　　
Ｆｉｌｔｅｒ）２２の入力側に接続され、ＬＰＦ２２の
出力側は、出力端子２３に接続されている。

さらに、上記の記録系処理部２は、４８．６Ｍ七のクロ
ック信号を発生するクロック発生器２４を備えており、
このクロック発生器２４の出力側は、１／３分周器２５
および１／１２分周器２６の入力側にそれぞれ接続され
るとともに、前記のＹフレームメモリ１７およびＣフレ
ームメモリ１９を制御するメモリ制御器２７にも接続さ
れている。このメモリ制御器２７の出力は、Ｙフレーム
メモリ１７およびＣフレームメモリ１９の制御端子に入
力している。

また、上記１／３分周器２５および１／１２分周器２６
の出力側は、前記クロック発生器２４の出力側とともに
、上記のメモリ制御器２７の入力側に接続されるととも
に、１／１２分周器２６の出力側は、同期信号、バース
ト信号およびフラグ信号を発生する同期信号ＲＯＭ２８
および前記のＴＣＩエンコーダ２０にも入力されており
、また、上記の同期信号ＲＯＭ２８の出力側も、ＴＣＩ
エンコーダ２０に入力されている。

次に、第３図の再生系処理部９においては、光学ヘッド
４から出力された光ディスクからの情報が人力される入
力端子２９は、Ａ／Ｄ変換器３０の入力側に接続され、
Ａ／Ｄ変換器３０の出力側は時間軸補正器３１の入力側
に接続されている。

時間軸補正器３１の出力側は、ＴＣＩデコーダ３２の入
力側に接続され、ＴＣＩデコーダ３２の出力側は、Ｙ信
号を記憶するＹフレームメモリ３３と、Ｃ信号を記憶す
るＣフレームメモリ３４の双方に入力されている。

Ｙフレームメモリ３３の出力側は、同期信号を付加する
同期アダー３５の入力側に接続され、この同期アダー３
５の出力側は、Ｄ／Ａ変換器３６の入力側に接続され、
Ｄ／Ａ変換器３６の出力側は、ＬＰＦ３７の入力側に接
続され、ＬＰＦ３７の出力側は、Ｙ信号出力端子３８に
接続されている。

一方、上記Ｃ信号を記憶するＣフレームメモリ３４の出
力側は、補間フィルタ３９の入力側に接続され、補間フ
ィルタ３９で２チヤンネルにもどされたＣ信号Ｐｒおよ
びＰｂが、それぞれＤ／Ａ変換器４０および４１の入力
側に接続され、上記Ｄ／Ａ変換器４０および４１の出力
側は、それぞれＬＰＦ４２および４３の入力側に接続さ
れ、ＬＰＦ４２および４３の出力側は、それぞれＣ信号
ＰｒおよびＰｂの出力端子４４および４５に接続されて
いる。

さらに、この再生系処理部９には、４８．６Ｍ七のクロ
ック信号を発生するクロック発生器４６を備えており、
このクロック発生器４６の出力は１７３分周器４７およ
び１／１２分周器４８に入力されるとともに、前記のＹ
フレームメモリ３３およびＣフレームメモリ３４を制御
するメモリ制御器４９、補間フィルタ３９、各Ｄ／Ａ変
換器３６・４０および４１の各制御端子に並列的に接続
されている。

また、上記１／１２分周器４８の出力側は、前記のＡ／
Ｄ変換器３０、時間軸補正器３１、およびＴＣＩデコー
ダ３２の各制御端子に並列的に接続されている。なお、
メモリ制御器４９の出力側は、Ｙフレームメモリ３３お
よびＣフレームメモリ３４の各制御端子に接続されてい
る。

上記の構成において、記録系処理部２では、ハイビジョ
ン映像信号のＹ信号とＣ信号（Ｐｒおよびｐｂ）は、そ
れぞれ入力端子１１〜１３から入力され、Ａ／Ｄ変換器
１４〜１６でディジタル化される。この場合、Ｙ信号の
サンプルレートは４８．６Ｍ七、Ｃ信号のサンプルレー
トは１６．２ＭＨｚであり、それぞれ８ビツトでディジ
タル化され、Ｙ信号は、そのままＹフレームメモリ１７
に記憶され、ＰｒおよびＰｂ信号は、垂直フィルタ１８
を介して１チヤンネル化されたのち、Ｃフレームメモリ
１９に記憶される。

この記憶された映像信号は、１／１２分周器２６からの
４．０５ＭＨｚでメモリ制御器２７を介して読出される
が、このとき、同期信号ＲＯＭ２Ｂと、Ｃフレームメモ
リ１９およびＹフレームメモリ１７を、ＴＣＩエンコー
ダの命令により、メモリ制御器２７を介して、基準信号
に従って順番に読出し、ＴＣＩエンコーダにおいて、２
チヤンネルの映像信号と１チヤンネルの同期信号が１チ
ヤンネル化される（ＴＣＩ処理）。

上記のように、１チヤンネル化された信号は、Ｄ／Ａ変
換器２１でアナログ信号に戻し、ＬＰＦ２２を介して出
力端子２３に出力される（ＴＣＩ信号）。

時間軸伸張された１チヤンネルのＴＣＩ信号は、第１図
のＦＭ変調器３でＦＭ変調され、これにより光ディスク
装置の光学ヘッド４における図示しない半導体レーザ光
源を駆動し、光磁気ディスク６に記録される。このとき
、光ディスク６は、１８００ｒｐｍの速度で回転してお
り、半導体レーザ光源のパワーも１０ｍｗ以下で可能で
あり、これにより現在の光磁気ディスク装置を使用でき
る。

いま、Ｙ信号とＣ信号の帯域の比をｎ：ｌ（ｎは整数）
とすると、 １　　［ｋ　　（ｎ＋１）　　−ａ　　コ　＝１１２５
−・・　　■ｍ＝に−ｎ　　　　　　　　　　　　　　
　　　・・・　■の関係を満足しなければならない。ｍ
およびｋは、それぞれＹ信号およびＣ信号の帯域圧縮倍
数に相当する。

ここで、 ｌ：１トラツク当たりの水平走査線の数（整数） また、 ｍ＞Ｂｙ／Ｂｍ　　　　　　　　　　　　・・・　■Ｂ
ｙ：もとのＹ信号帯域幅 Ｂｍ：光ディスクの記録帯域幅（ＦＭ変調時のベースバ
ンド帯域） なる関係があり、また、ａはＯｌｌ、２．３の何れかを
とり、下記の条件を満足する値である。

［ｋ　（ｎ＋１）　　１］　ｔｂ＞ａＴ　　　−・・　
■ここで、 Ｔ：１水平周期時間 ｔｂ二上記Ｔのうち、映像に関係のない無効部分時間 Ｂ）’＝２０．０ＭＨｚ、Ｂｍ＝２．０ＭＨｚとすれば
、■式からｍ〉１０より、ｍ＝１２とし、また、ｎ　＝
　２０　（ＭＨｚ）　／　６　（ＭＨｚ）から、ｎ＝３
とすると、０式より、ｋ＝４となる。したがって、０式
において、ｔｂ＝０．１２７Ｔとすれば、ａ＜１．９０
５より、ａ＝１となる。したがって、■より、 ｊ２＝１１２５／［４（３＋１）−１１＝７５ を得る。即ち、光磁気ディスク１の１トラツクには、水
平走査線７５本を記録できる。あるいは、１フレームを
記録するに必要なトラック数は１５本となる。したがっ
て、１フレームを記録するに必要な時間は、０．５秒と
なる。

次に、再生時においては、光ヘッドから出力される再生
信号は、第３図に示す再生系処理部９の入力端子２９に
入力され、Ａ／Ｄ変換器３０でディジタル化される。こ
のディジタル化された信号は、時間軸エラーを含んでい
るため、時間軸補正器３１によって上記時間軸エラーを
除去し、ＴＣ■デコーダ３２に入力し、Ｙ信号とＣ信号
を分離して、それぞれＹフレームメモリ３３およびＣフ
レームメモリ３４に、ライトクロック４．０５ＭＨｚで
書き込む。Ｙフレームメモリ３３に書き込まれたＹ信号
は、メモリ制御器４９を介して４８゜６ＭＨｚのリード
クロツタで読出される。読み出されたＹ信号は、同期ア
ダー３５で同期信号を付加され、Ｄ／Ａ変換器３６でア
ナログ信号に変換され、ＬＰＦ３７を経てＹ信号出力端
子３８に出力される。

一方、Ｃフレームメモリ３４に書き込まれたＣ信号は、
記録系処理部２において、垂直フィルタ１８により１チ
ヤンネル化しているから、メモリ制御器４９を介して１
６．２ＭＩｔｚのリードクロツタで読出されたのち、補
間フィルタ３９で、元の２チヤンネルに戻し、Ｄ／Ａ変
換器４０・４１でアナログ化され、それぞれＬＰＦ４２
・４３を経て、Ｐｒ信号およびＰｂ信号の出力端子４４
および４５に出力される。このとき、再生に要する時間
は、記録時と同じく０．５秒である。

以上のように、本発明のハイビジョン静止画記録再生方
法によれば、記録および再生に必要な時間は、それぞれ
０．５秒で行うことができ、また１５トラツクで１フレ
ームが収容できるので、５．２５インチの光磁気ディス
クを用いて、トラックピッチ１．６μｍで記録したとす
れば、約１２００枚の静止画が記録でき、十分に実用化
し得るようになる。

〔発明の効果〕

本発明に係るハイビジョン静止画記録再生方法は、以上
のように、光ディスクを利用して高精細度のテレビジラ
ン静止画を得るために、ハイビジョン方式のテレビジョ
ン信号を記録再生するハイビジョン静止画記録再生方法
において、輝度信号および色信号をそれぞれＡ／Ｄ変換
してフレームメモリに記憶し、時間軸伸張したのち、こ
れらの時間軸伸張された輝度信号および色信号を時分割
多重し、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換してか
らＦＭ変調し、このＦＭ変調された信号を単一の光学ヘ
ッドを用いて光ディスク上に記録し、再生時には、光学
ヘッドからの再生信号を、ＦＭ復調したのちＡ／Ｄ変換
し、譚度信号および色信号を、それぞれフレームメモリ
に記憶し、時間軸圧縮して読出すような構成となってい
る。

これによって、たとえば、現在既に実用化されている光
磁気ディスク装置の光学ヘッドや駆動機構を利用して、
光磁気ディスク上に、ｌフレーム当たり０．５秒で記録
し、また、０．５秒で再生することが可能になるととも
に、５．２５インチの光磁気ディスクを使用して、１０
００枚以上の静止画を記録でき、美術その他の映像ライ
ブラリ、商品カタログなどの印刷物の代用、教育・医療
分野の資料等のハイビジョンによる高精細度静止画を提
供する、実用的な記録再生装置を安価に実現できるとい
う効果を奏する。

図である。

第２図は、ハイビジョン静止画記録再生装置の記録系処
理部の詳細な構成を示すブロック図である。

第３図は、ハイビジョン静止画記録再生装置の再生系処
理部の詳細な構成を示すブロック図である。

２は記録系処理部、４は光学ヘッド、９は再生系処理部
、１７・１８はフレームメモリ、２０はＴＣＩエンコー
ダ、２４はクロック発生器、３２はＴＣＩデコーダ、３
３・３４はフレームメモリ４６はクロック発生器である
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明するもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハイビジョン方式のテレビジョン信号を記録・再生
   するハイビジョン静止画記録再生方法において、 輝度信号および色信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してフレー
   ムメモリに記憶し、時間軸伸張したのち、これらの時間
   軸伸張された輝度信号および色信号を時分割多重し、Ｄ
   ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換してからＦＭ変調
   し、このＦＭ変調された信号を単一の光学ヘッドを用い
   て光ディスク上に記録し、再生時には、光学ヘッドから
   の再生信号をＦＭ復調したのちＡ／Ｄ変換し、輝度信号
   および色信号をそれぞれフレームメモリに記憶し、時間
   軸圧縮して読出すことを特徴とするハイビジョン静止画
   記録再生方法。