JPH05260438A - 可変速再生のためのディジタル磁気テープ記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はディジタル磁気テープ記録装置にお
いて可変速再生を容易にする記録再生方法を提供する。 【構成】 ＤＣＴ変化ブロックの可変長符号化された結
果はＤＣ及び低周波成分を有する固定された長さの第１
データと高周波成分を有する可変の長さの第２データに
分割される。第１データ及び第２データは別途のブロッ
クで編集され記録される。正常再生時は第１データ及び
第２データを全て用いて元映像を再現し、可変速再生時
は第１データだけを用いて元映像を再現するようにす
る。 【効果】 最小ブロック単位で変換符号化された映像デ
ータを直流及び低周波成分を含む第１データと余分の高
周波成分を含む第２データに分離して可変長符号化し、
その結果をそれぞれ別途のブロックに編集して記録させ
ることによりテープ上に記録されるブロックの長さを固
定的にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル磁気テープ記
録再生装置の記録再生方法に関し、特に可変速再生を容
易にする記録再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル磁気テープ記録再生装置は映
像情報をディジタルデータに変換して記録媒体に記録す
る装置として従来のアナログ磁気テープ記録再生装置に
比べて信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が増大し、解像度が増加
し、編集が容易になる等の利点を有する。このようなデ
ィジタルＶＴＲは元映像を示すアナログ信号をディジタ
ルデータに変換してフレームメモリに貯蔵する。フレー
ムメモリに貯蔵されたデータは複数個の最小単位ブロッ
クに分割され（例えば４ライン Ｘ ４サンプルの大き
さ）、離散余弦変換（ＤＣＴ）及びホフマン可変長符号
化が行われ圧縮される。圧縮された最小単位ブロックに
はそれぞれエラー訂正コード（内符号）が付加され、他
のフレームメモリに元来の位置どおりに再構成される。
再構成されたフレームメモリの垂直方向、又は水平方向
の最小単位ブロックに対して更に他のエラー訂正コード
（外符号）が付加される。それぞれの最小単位ブロック
に対してブロックアドレス、クロック信号が付加されテ
ープ上のトラックに順次的に変調記録される。再生時に
はトラックを走査するヘッドから発生されるピックアッ
プ信号を復調して最小単位ブロックを再生し、再生され
た最小単位ブロックはそれぞれのブロックアドレスによ
りフレームメモリに記録される。フレームメモリに記録
された最小単位ブロックに対して外符号及び内符号によ
るエラー訂正を行い、逆ホフマン可変長符号化（Invers
e Huffman ＶＬＣ）及び逆ＤＣＴ変換（Inverse ＤＣ
Ｔ）を行う。逆ＤＣＴ変換されたディジタルデータはア
ナログ信号に変換され元映像が再現されることになる。

【０００３】ＤＣＴ変換によると最小単位ブロックはＤ
Ｃ係数とＡＣ係数を有する周波数関数に変換される。Ｄ
ＣＴ変換の特性は信号が有するエネルギーの大部分が低
周波部分に集中するのである。ホフマン可変長符号化で
は前記周波数関数の係数部分をジグザグスキャニング方
法を用いて可変長符号化する。可変長符号化の特性上そ
れぞれの変換されたコードの長さに差が生じる。この差
は可変速再生に望ましくない効果を発生する。即ち、可
変速再生においては各トラックに記録されるブロックの
相対的な位置が固定的なことが要求される。前記のよう
に可変長符号化された最小単位ブロックが互いに異なる
コードの長さを有すれば記録時それぞれの最小単位のブ
ロックがしめる長さが異なることになりブロック間の相
対的な位置が固定的になれない。

【０００４】一方、標準再生においてテープ走行系はド
ラムの回転に対して、再生ヘッドがテープ上の単一トラ
ックを正確に走査するように動作する。このようなテー
プ走行系の動作によりテープに記録されたデータが全て
再生され元映像を正確に再生できることになる。しかし
可変速再生においてはテープ走行系は再生ヘッドが複数
のトラックを横切って走査するように動作する。これら
トラックからピックアップされた信号は（Ｓ−１）／２
個の周期的な包絡線（ここでＳは倍速を示す）を有し、
その包絡線のレベルには再生系により有効な領域、即ち
再生可能領域が存在する。テープに記録された最小単位
ブロックはより大きいサイズを有するフレームブロック
のうちの一つに帰属され、このようなフレームブロック
はフレーム同期信号により分離される。したがって、再
生可能領域内にフレーム同期信号がなければデータの再
生が難しくなる。再生可能領域内にフレーム同期信号が
多いほどデータ再生率は増大する。しかしフレーム同期
信号が記録される周期は同一なのでデータ再生率は一定
に維持されこれにより再生画像の質が決定される。可変
速再生の速度が増加するほど再生ヘッドが横切するそれ
ぞれのトラックでの再生可能領域は狭くなり、これによ
りデータ再生率が徐々に低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は可変速
再生時高周波成分を除外してＤＣと低周波成分だけで元
映像を再生する記録及び再生方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は可変速再生時記録されたデータ
の再生率を提供する記録及び再生方法を提供することに
ある。

【０００６】本発明の更に他の目的は可変速再生時エラ
ー訂正を容易にする方法及び装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明の記録及び再生方法はＤＣＴ変換ブロックの
可変長符号化された結果を直流及び低周波成分を含む固
定された長さの第１データと高周波成分を含む第２デー
タに分離し、別途のブロックで編集して記録することを
特徴とする。

【０００８】本発明の他の特徴は正常再生時前記の第１
データと第２データを用いて元映像データを再生するよ
うにし、可変速再生時には前記の第１データだけを用い
て元の映像データを再生するようにするものである。前
記の２番目の目的を達成するために本発明の記録再生方
法は１フレームの映像データをより小さい大きさを有す
るブロック（マクロブロック）に分割して記録すること
を特徴とする。

【０００９】前記の３番目の目的を達成するために本発
明の記録再生方法は正常再生時には内符号によるエラー
訂正と共に外符号によるエラー訂正を行い、可変速再生
時には外符号によるエラー訂正だけを行うことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】本発明の記録方法によると最小ブロック単位で
変換符号化された映像データを直流及び低周波成分を含
む第１データと余分の高周波成分を含む第２データに分
離して可変長符号化し、その結果をそれぞれ別途のブロ
ックに編集して記録させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は従来のディジタル磁気テープ記録装置
の一般的な構成を示す図である。図１において、１１は
輝度信号Ｙを流入する第１入力端子であり、１２は色差
信号Ｒ−Ｙを流入するための第２入力端子であり、１３
は他の色差信号Ｂ−Ｙを流入するための第３入力端子で
ある。入力された映像信号Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙはブロッ
ク形成器１４でそれぞれのブロックが規定された標本
値、例えば１６個の標本値（４ライン Ｘ ４サンプ
ル）からなる複数個の最小単位ブロックで変換され、Ｄ
ＣＴ変換器１５でＤＣＴ（離散余弦変換）が行われ、可
変長符号化器１６で符号化される。符号化される最小単
位ブロックにはエラー訂正エンコーダ１７でエラー訂正
コードが付加される。このようなデータはチャネルエン
コーダ１８によりトラック間の色差信号が交互になるよ
うに制御され記録ヘッド１９を通じてテープ２０に記録
される。

【００１２】図２の（Ａ）は図１でのＤＣＴ変換器１５
により変換されたＤＣＴブロックの量子化係数を示す図
である。図示のように説明の便利上ＤＣＴ変換ブロック
のサイズを４ラインＸ４サンプルにする。ここで良く知
られたカラー画像の輝度及び色差信号分離、ブロック分
割、ＤＣＴ変換過程はその具体的な説明を省略する。前
記ＤＣＴ変換係数はＤＣ成分及びＡＣ成分に分類されＤ
Ｃ成分と距離が遠いほど更に高い高周波成分の係数が現
れる。一般的に画像データをＤＣＴ変換したときＤＣ成
分及びＡＣ成分中の低周波部分の係数が画質を決定する
重要な要素になり、その係数の大きさも高周波部分の係
数に比べてはるかに大きい。即ちＤＣ成分近くの低周波
成分の係数は０でない確率が高く、高周波成分になるほ
ど０である確率が高い。又、ＤＣＴ変換係数を符号化す
るにおいて０の係数値を継続させるほど符号化の効果が
増大になる。このような目的のため通常ジグザグスキャ
ニングとして知られている再配列方法が用いられる。

【００１３】図２の（Ｂ）で示すのは図２の（Ａ）で示
されたＤＣＴ変換係数をジグザグスキャニングした結果
である。ＤＣＴ変換係数は図２の（Ａ）の左上側に０で
ない係数が集中する特性を示すのでＤＣＴ変換係数を再
配置するにおいて左上側の係数を先に配置し、中央と右
下側の係数を順番に配置することにより０の値を有する
係数が隣接される確率が増大になる。前記のように再配
置されたＤＣＴ変換係数は符号化器で可変長符号化され
る。

【００１４】図２の（Ｃ）は図２の（Ｂ）で示された各
ブロックを可変長符号化した結果を示すものである。可
変長符号化時ＤＣ係数の隣接ブロック間予測符号化を行
い、ＡＣ係数は連続的な０（Zero Run Length)と区分値
による２次元ホフマン符号化を行う。図２の（Ｂ）で示
したように各最小単位ブロックのＤＣＴ変換係数をジグ
ザグスキャニングを行い再配列した結果において最後に
０でない係数が現れる位置は任意的である。したがって
各ブロックを可変長符号化した長さは不規則である。こ
のような不規則な長さを有するブロックをトラック上に
記録する場合、各ブロック間の相対的な位置が固定的で
ないので可変速再生時忠実なデータ再生が難しくなる。

【００１５】図３は不規則なサイズを有する最小単位ブ
ロックをトラック上に順次的に記録した記録形態の一例
を示すものである。図示のように各トラックにおいて対
応される最小単位ブロックの相対的な位置が不規則であ
る。可変速再生時再生ヘッドはテープ走行系の動作によ
りトラックを一定の角度をもって横切ることになる。図
３で示したように各トラックにおいて対応されるブロッ
クの相対的な位置が不規則なら読出されたブロックの相
対的位置が不規則になり元来の映像を再現しにくい。し
たがって、記録される各ブロックのサイズは固定的であ
ることが要求される。このような場合において各ブロッ
クの大きさは可変速再生時データ再生率に重要な要素に
なる。

【００１６】図４の（Ａ）乃至図４の（Ｃ）は可変速再
生においてピックアップ信号のＥＮＶＥＬＯＰＥ波形と
記録されるブロックの大きさとの関係を示すための図面
である。図４の（Ａ）においてピックアップ信号の振幅
が低い部分は信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の劣化によりデ
ータの再生が不可能なのでデータの再生が可能な振幅レ
ベルを境界にし再生可能領域が形成される。

【００１７】図４の（Ｂ）で示したように記録されるデ
ータブロックが大きい場合には記録されたデータブロッ
クのうち一部だけが再生されることになる。例えば第１
ブロックＢＬ１はＳＹＮＣ部分がなくてデータを再生で
きず、第２ブロックＢＬ２はＳＹＮＣ部分はあるが斜線
で表示される部分だけが再生されることになるので信号
の復元が難しい。一方、図４の（Ｃ）で示すように記録
されるデータブロックが小さい場合は記録されたデータ
ブロックのうち大部分が再生される。例えば図４の
（Ｂ）と同一な大きさの再生可能領域に対して第６ブロ
ックＢＬ６から第１１ブロックＢＬ１１まで再生が可能
である。したがって記録されるデータブロックが小さい
場合は記録されるデータブロックが大きい場合に比べて
可変速再生時有利であることが分かる。

【００１８】図５は図１においてエラー訂正コードが付
加されたデータ構造を示す。ディジタル磁気テープ記録
再生装置のようなデータ圧縮を用いるシステムにおいて
エラー訂正方法はとても重要である。その理由は１ビッ
トの情報流失に対する波及効果がとても大きいからであ
る。通常的にまず各単位ブロックで圧縮されたデータに
対して水平方向に一つのリードソロモンコードワード
（インナーコード；内部コード）を付加し、垂直方向に
他のリードソロモンコードワード（アウタコード；外部
コード）を付加する。再生時においてエラー検出及び訂
正はまず外符号によるバーストエラーの検出及び訂正を
行い、次の内符号によるランダムエラーに対するエラー
検出及び訂正を行う。このようなエラー検出及び訂正方
法により図５のＸのように単位ブロック内で発生するラ
ンダムエラーを内部コードにより補正すると同時に図５
のＹのような水平方向においてのように複数のブロック
で発生するバーストエラーに対してもバーストエラー領
域内のそれぞれの単位ブロックを垂直方向のランダムエ
ラーで処理してエラー検出及び補正が可能である。

【００１９】図６の（Ａ）乃至図６の（Ｄ）は本発明の
一実施例を示す図である。本発明のディジタル磁気テー
プ記録再生方法によると、可変長符号化されたＤＣＴ変
換係数は所定の固定ビットの長さを有する部分（第１デ
ータ）と可変ビットの長さを有する残り部分（第２デー
タ）に分割される。したがって、ＤＣ及び低周波成分は
第１データに含まれ余分の高周波成分は第２データに含
まれる。第１データにおいて含まれる周波数成分は可変
的である。そればジグザグスキャニングされた結果にお
いて連続的な０の数（Zero-Run Length)により決定され
る。可変長符号化されたコードの長さが第１データが占
有できるコードの長さより長い場合に超過される部分は
第２データに分類される。第１データ及び第２データの
長さは可変速再生時再生ヘッドの読出可能領域に含まれ
るブロックの相対的位置と可変速再生時の解像度を考慮
して慎重に決定されなくてはならない。第１データは全
体のＤＣＴ変換ブロックを考慮して平均的な最低の長さ
以上で決定されなくてはならない。又第２データはＤＣ
Ｔ変換ブロックの全ての周波数成分の係数が０でない場
合の最大の長さで設定されることもあり得るが、適正な
ビット量配分を目的に平均的な最大の長さで決定される
か所定周波数成分までに制限するように決定されること
もあり得る。

【００２０】図７は図６の（Ａ）乃至図６の（Ｄ）での
第１データ及び第２データをテープに記録する形式を示
す図である。トラックの走行方向において前半部には各
ＤＣＴ変換ブロックの第１データが順次的に記録され後
半部には別途のブロック（ＨＦ block)に前半部に記録
された第１データと対のなる第２データが編集され記録
される。トラックに記録されるそれぞれの第１のデータ
は固定長さを有するのでトラック間の相対的な位置が固
定になる。

【００２１】図８は可変速再生において再生ヘッドが図
７のように記録されたテープを走査するとき再生信号の
エンベロープ波形を示す図である。本発明において記録
時には可変速再生時再生ヘッドの読出可能領域に含むこ
とができるブロックの個数及びトラック間相対になるブ
ロック間の相対位置を考慮して記録されるのでエンベロ
ープの各波形に含まれるブロックの個数及び相対的位置
は一定である。

【００２２】本発明の可変速再生を容易にするための再
生方法は正常再生時第１データ及び第２データを全て用
いて元映像を再現し、可変速再生時には第１データだけ
を用いて元映像を再現するようにする。即ち、画質に大
きな影響をおよぼさない高周波成分は可変速再生時再生
されず画質に大きな影響をおよぼすＤＣ及び低周波成分
だけが再生され元映像を再現することになる。

【００２３】図９の（Ａ）乃至図９の（Ｂ）は本発明の
他の実施例を示す図である。図９の（Ａ）において、１
フレームの映像データはより小さい複数のブロック（マ
クロブロック）に分割されていることが分かる。図９の
（Ｂ）においてそれぞれのマクロブロックは内符号
（Ｐ．パリティ）を有する複数の最小単位ブロックと垂
直方向の最小単位ブロックに対応する外符号（Ｑ．パリ
ティ）から構成されたことが分る。このような記録方法
において図９の（Ｂ）のＸのように最小単位ブロック内
で発生するランダムエラーを内部コードにより補正する
と同時にＹのように水平方向に複数の最小単位ブロック
に渡り発生するバーストエラーに対してもバーストエラ
ー領域内のそれぞれの最小単位ブロックを垂直方向のラ
ンダムエラーで処理してエラー検出及び補正が可能であ
る。

【００２４】図１０は図９の（Ａ）乃至図９の（Ｂ）で
示したマクロブロックをテープに記録する形式（フォー
マット）を示す図である。それぞれのマクロブロックは
同期データ、マクロブロックアドレスデータ、複数の最
小単位ブロックを有する。またそれぞれの最小単位ブロ
ックは同期データ、ブロックアドレスデータ、ＰＬＬデ
ータ、輝度信号データ、色度信号データそして内符号か
ら構成される。

【００２５】図１１は本発明の可変速再生のためのエラ
ー訂正方法を採用したディジタル磁気テープ記録再生装
置の一例を示す図である。図１１において２１はディジ
タルデータが記録されたテープであり、２２は再生ヘッ
ドであり、２３はピックアップ信号のレベルを変換する
増幅器であり、２４はピックアップ信号の高周波成分を
強調するための等化器であり、２５は通常的に微分方式
を用いる復号器である。２６は内部コードディコーダで
あり、２７は切換スイッチであり、２８は外部コードデ
ィコーダであり、２９はエラー検出及び補正部である。
３０はフレーム記憶部であり、３１はデータ伸張部であ
り、３２はディジタル／アナログ変換部であり、３３は
輝度及び色度信号復元部である。特に切換スイッチ２７
は制御端子を備え、この制御端子には制御入力端子３４
を通じて可変速モード信号（ＰＢ／ＰＳ）が印加され
る。

【００２６】図１１の動作において、正常再生のうち制
御入力端子３４に印加される可変速モード信号ＰＢ／Ｐ
Ｓにより切換スイッチ２７がＰＢ側に接続される。した
がって内部コードディコーダ２６と外部コードディコー
ダ２８が全て動作して図９の（Ｂ）のランダムエラーＸ
及びバーストエラーＹに対するエラー検出及び補正を行
う。一方可変速再生においては制御入力端子３４に印加
される可変速モード信号ＰＢ／ＰＳにより切換スイッチ
２７がＰＳ側に接続される。したがって内部コードディ
コーダ２６は動作せず外部コードディコーダ２８だけを
動作して図９の（Ｂ）のランダムエラーＸに対してはエ
ラー検出及び補正を行わずバーストエラーＹに対するエ
ラー検出及び補正だけを行うことになる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の記録方法によると最小ブロック
単位で変換符号化された映像データを直流及び低周波成
分を含む第１データと余分の高周波成分を含む第２デー
タに分離して可変符号化し、その結果をそれぞれ別途の
ブロックに編集して記録させることによりテープ上に記
録されるブロックの長さを固定的にできる。

【００２８】本発明の記録再生方法によるとテープ上の
隣接されたトラック間のブロックの相対的な位置が固定
されることにより再生映像を構成するためのデータ処理
が容易になる。本発明の記録方法はフレーム映像データ
をより小さい大きさを有するブロックに分割し、それぞ
れに同期信号を付加して記録させることにより可変速再
生時のデータ再生率が改善される。

【００２９】本発明のエラー訂正方法は可変速再生時内
符号によるエラー訂正を省略させることによりデータ処
理時間を最小化にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のディジタル磁気テープ記録装置の一般的
な構成を示すブロック図である。

【図２】ＤＣＴ変換符号化及びホフマン可変符号化を示
す図である。

【図３】不規則なサイズの可変長符号を有する最小単位
ブロックをトラック上に順次的に記録した形態を示す図
である。

【図４】可変速再生においてピックアップ信号のエンベ
ロープ波形と記録される単位ブロックのサイズとの関係
を示すための図である。

【図５】図１においてエラー訂正コードが付加されたブ
ロックデータの形態を示す図である。

【図６】本発明のデータ分離方法を示す図である。

【図７】図６での第１データ及び第２データをトラック
に記録する形態を示す図である。

【図８】可変速再生において図７の記録形態により記録
されたテープを走査するとき再生ヘッドから供給される
エンベロープ波形を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例によるエラー訂正コードが
付加されたブロックデータの形態を示す図である。

【図１０】マクロブロックをテープに記録する形態を示
す図である。

【図１１】本発明の可変速再生のためのエラー訂正方法
を採用したディジタル磁気テープ記録再生装置の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１１ 第１入力端子 １２ 第２入力端子 １３ 第３入力端子 １４ ブロック形成器 １５ ＤＣＴ変換器 １６ 可変長符号化器 １７ エラー訂正エンコーダ １８ チャネルエンコーダ １９ 記録ヘッド ２０，２１ テープ ２２ 再生ヘッド ２３ 増幅器 ２４ 等化器 ２５ 復号器 ２６ 内部コードディコーダ ２７ 切換スイッチ ２８ 外部コードディコーダ ２９ エラー検出及び補正部 ３０ フレーム記憶部 ３１ データ伸張部 ３２ ディジタル／アナログ変換部 ３３ 輝度及び色度信号復元部 ３４ 制御入力端子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＣＴ変換符号化と可変長符号化方式を
   利用したディジタル磁気テープ記録再生方式において、 ＤＣＴ変換ブロックで可変長符号化された結果をＤＣ及
   び低周波数成分を含み所定の長さを有する第１データと
   前記可変長符号化された結果から前記第１データを除外
   した余分のコードを有する第２データに分割する過程
   と、 前記磁気テープ上の各トラックに前記第１データを含む
   低周波ブロックを順次的に記録し、後尾に前記第１デー
   タと対を成す第２データを含む高周波ブロックを記録す
   る過程とを含み、 正常再生時前記低周波ブロックと前記高周波ブロックを
   全て用いて元映像を再生するようにし、可変速再生時前
   記低周波ブロックだけで元映像を再生するようにするこ
   とを特徴とするディジタル磁気テープ記録再生方法。
2. 【請求項２】 前記低周波ブロックは同一な長さを有す
   ることを特徴とする請求項１記載のディジタル磁気テー
   プ記録再生方法。
3. 【請求項３】 前記低周波ブロックは前記第１データを
   複数含んでいることを特徴とする請求項１記載のディジ
   タル磁気テープ記録再生方法。
4. 【請求項４】 ディジタル磁気テープ記録再生装置にお
   いて、１フレームの映像データをより小さい大きさを有
   する複数のマクロブロックに分割し、それぞれに同期デ
   ータとブロックアドレスを付加して記録し、可変速再生
   時再生ヘッドによるデータ再生率を高めるようにするこ
   とを特徴とするディジタル磁気テープ記録再生方法。
5. 【請求項５】 それぞれのマクロブロックは内符号及び
   外符号を含むエラー訂正符号を有することを特徴とする
   請求項４記載のディジタル磁気テープ記録再生方法。
6. 【請求項６】 内符号と外符号のエラー訂正符号を有す
   るディジタル磁気テープ記録再生方法において、 正常再生時には内符号と外符号によるエラー訂正を行
   い、 可変速再生時には内符号によるエラー訂正だけを行うこ
   とを特徴とするディジタル磁気テープ再生方法。