JPS63501988A

JPS63501988A - ビデオ信号を使用してのデジタル情報の記録及び検索

Info

Publication number: JPS63501988A
Application number: JP62500257A
Authority: JP
Inventors: ワース，ジョセフ　パトリック
Original assignee: アメリカンテレフオンアンドテレグラフカムパニ−
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-08-04
Also published as: EP0248076B1; CA1257695A; WO1987003732A1; KR920001133B1; DE3684145D1; KR880701003A; EP0248076A1; US4729043A

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】ビデオ信号を使用してのデジタル情報の記録及び検索又里少荒員本発明はビデオ信号をデジタル情報の記録及び検索のために使用するためのシステム及び方法に関する。記録媒体は一時的、例えば、伝送ケーブルであっても、永久的、例えば、ビデオ　ディスクであってもよい。

一般に、アナログ　ビデオ信号は同一フォーマットにて伝送及び記録される。最も頻繁に使用される記録媒体は磁気テープであるが、ビデオ　ディスク上への静画及び動画の両方の記録は速入な目標であった。現在市販のフォーマットは、１９６０年代の中ごろからフィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ　）及びＲＣＡによって着手された研究の成果に大きく依存する。特殊な用途のための多くのディスク記録アプローチが存在するが、現在、３つのみが大衆市場によって受け入れられている。これらは、ＲＣＡのキャパシタンス電子ディスク（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｉｓｃ、ＣＥＤ　）セレクタビジョン　システム（Ｓｅｌｅｃｔａ　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　）　、パイオニアその他によっても使用されているフィリップスのレーザー　ビジョン　システム（Ｌａｓｅｒ　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　）　、及び日本ビクターによって開発されＧＥによっても使用されているＶ　ＨＤ　（ＶｉｄｅｏＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙ　）である、全てのビデオ　ディスク　システムの基本アプローチは蓄音機レコードのアプローチと同一である。つまり、情報がディスク上のら族トラックに記録され、回転ディスクを径方向に移動する読出しヘッドによって再生される。各種のシステムは情報がディスク表面上にいかに記録され、またこれを回復するためにどんな方法が使用されるかの点において異なる。

例えば、フィリップスのシステムは情報を運ぶベースを覆う透明なカバーから成るプラスチック製の“サンドウィッチ”であるディスクを使用する。このベースは非常に薄いアルミニウム処ｆｌコーティングを持ち、この反射度の変動が所望の出力信号を提供する。この２つの構造が背中合せに接着され５２面ディスクが形成される。元のマスクは高パワーレーザーにてパターンをこの特殊表面に書き込むことによって製造される。多量の複製がマスクからＬＰ蓄音機レコードを複製する方法とあまりかわらない方法で製造できる。このディスクは再生の間１８００ｒｐｍにて回転し、両面をプレーするためには手操作にて裏返しにされる。

個々のディスク上に、情報はビットのら族トランク内に記録される。これらら旋は幅及び深さは一定である（それぞれ４００ｎｍ及び１１０ｎｍ）であるが、長さ及び間隔（平均長＝６４０ｎｍ）が異なる。標準の３００デイスク上には５４．０００回転のら旋が存在し、これらは３０分の連続プログラム情報を収容する０通常のプレーバンクは内側から外側であり、これによって直径の異なるディスクに対して共通の開始ポイントが提供される。

レコーディングの際、標準のＮＴＳＣビデオ信号がキャリヤを周波数変調する。

このとき、変調インデックスが７．６Ｍ）（ｚが同期チップに対応し、８．１ＭＨｚがブランキングに対応し、そして９０３ＭＨｚがピーク　ホワイトに対応するようにされる。同時に、２つのワイド　バンド（２０ＫＨｚ）音響信号が２．３及び２．８１ＭＨｚのキャリヤを周波数変調する。これら３つの信号が結合され（すなわち、変調された音響波が対称ダブル　エツジパルス幅変調によってクリップされたＦＭビデオ信号上に印加され）、次にこの複合信号によってレコーディング　レーザーが励振される。

プレイバンクの際、ディスクから読み出された信号が別個の音響及びビデオ成分にフィルタされ、これが個別に復調される。

３０ｒｐｓのディスク回転は１回転当たりちょうど１ビデオ　フレームが記録されることを意味する。これは静止フレームのプレーバックを可能とする。つまり、読出しビームをフレームの終端の所で１トランクだけ後にジャンプさせることによってこれが達成される。

ビデオ　ディスクはもっばらそれらが設計された目的、つまり、ビデオ情報のレコーディング及びプレーのために使用されてきた。

しかし、最近、ビデオ　ディスク技術を現在本、百科事典、雑誌、カタログ、インストラクション　マニュアル等に含まれる情報を提供するための新たな動的対話法として使用することについての関心が高まっている。ビデオ　ディスクはこの目的に対し幾つかの他にない特性を提供する。つまり、これらは、非常に高い情報記録密度（磁気情報の約５０倍）を持ち、アドレス可能な情報を高速アクセスでき、多量のコピーが低コストにて製造でき、またプレーバック装置が比較的低コストですむという長所を持つ、ビデオ　ディスク　プレーヤと関連するＴＶディスプレイをコンピュータとインタフェースすることによって、記録された音響／画像データを各種の周知の方法、例えば、ビデオ　ゲーム、メニュ一方式の検索及び／あるいは制御プロセスにみられる方法を使用して対話的にアクセスすることが可能となる。

ビデオ情報は今日にいたるまで、“情報”記録の用途にでさえも、ＮＴＳＣあるいはＰＡＬフォーマットを使用してアナログ形式にて記録されてきた。これらシステム内の音響信号（ステレオ）は周波数変調され、変調されたビデオ信号に加えられる。より置所では、デジタル音響変調に関して幾つかの研究がなされている。

例えば、Ｋ、Ａ、Ｓ、イミンク（Ｋ、Ａ、Ｓ、　ｌｍｍ１ｎｋ）らは、第７４回音響エンジニアリング学会会議（７４ｔｈ　Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｕｄｉ。

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　５ｏｃｉｅｔｙ　）　（１９８３年１０月）において、デジタル音響をレーザービジョン　アナログ　ビデオ　システムにてレコーディングするためのシステムを報告している。彼らのシステムにおいては、デジタル音響がコンパクト　ディスク　デジタル音響システム　フォーマット（ＣＤフォーマット）に変換される。

次に、これが（約１．７５ＭＨｚにカットオフ周波数を持つ）ローパス　フィルタにバスされ、プレーンファシスされ、ビデオ変調器のパルス幅変調入力に加えられる。

このシュアル　フォーマットは複数の欠点及び制約を持つ。最も大きな問題は音響スペクトルとビデオ　スペクトルとの間の干渉及びビデオ　スペクトル内での高周波数詳細の損失である。これはデジタル音響のスペクトルを収容するためには、ビデオ　スペクトルをバンド制限しなければならないことによる。これに加え、両者のフォーマントを同時にレコーディングすることと関連する複雑さがある０両方のフォーマントを１つのビデオ　ディスクにレコーディングする発想は、実際には、ビデオ　イメージの犠牲のもとに高品質の（ＣＤ）音響を提供することであることに注意する。

対話型ビデオ　ディスク　プレーヤの非常に大きな潜在能力にもかかわらず、市販のバージョンは重要な制約を持つ、より具体的には、ビデオ　ディスプレイへの音響の附加は標準の３０フレ一ム／秒プレイバック　モードでのみ可能であり、他のモード、例えば、スローモーションあるいは静止フレームでは可能でない。

また、静止フレーム　モードの頻繁な使用及び対話型端末使用に一般的な接近したビューイング距離は両者とも共通に使用されるＮＴＳＣビデオ　フォーマットの欠陥を拡大する影響を持つ。

デジタル情報をビデオ内にアナログ記録するための他の試みには、デジタル　ビット　パターンをアナログ多重レベルＮＲＺフォーマットに符号化する方法が含まれる。使用される具体的フォーマットは秘密にされているが、知られているかぎり、これらは標準フォーマットではなく、一般にいって、エラー修正、回復、及び制御、及びバースト　エラーに対する免疫に欠け、また多くのアナログ　レベルを使用するためＳ／Ｎ比に乏しい。

これらの問題及びその他の考慮から、本発明はデジタル情報をビデオ信号上に符号化するための信頬性の高い方法を提供することを目的とする。

２浬しど」Ｗ本発明は音響コンパクト　ディスク　システムに使用されるＣＤフォーマントを採用し、これをビデオ信号内に記録されるべきデジタル情報に適用する。より具体的には、ビット流から成る入力信号が８−ビット　サンプルに分割され、３３個から成るサンプルの一群が１フレームとして扱かわれる。ＣＤフォーマットに従っての符号化において、このフレームは５７６ビツトを含むようにされ、これが１９２個の３−ビット　サンプルに変換される。この３−ビット　サンプルがアナログ　レベルに変換され、これらアナログ　レベルが、従来の方法によって伝送あるいはビデオ　ディスク上に記録されるビデオ信号を形成するために連結される。この方法は、デジタル情報のちょうど１フレームを個々のビデオ　ライン上に記録することを可能とする。情報の検索においては、ＣＤフォーマント同期コードが検出され、ビデオ　ラインが標準のＣＤフォーマットを持つ信号を復号する回路に加えられる。この結果として、元のデジタル　ピント流が得られる。

図面の簡単な説明第１図と本発明の原理に従かう信号を運ぶ典型的なビデオ　ラインを示し；第２図は本発明のＣＤフォーマットに従ってビデオ　ディスク上にデジタル情報をレコーディングするためのシステムを示し；第３図は本発明の原理に従ってフォーマント化された情報をビデオ　ディスクから抽出するためのシステムを示し；そして第４図は音ｇＣＤシステムに使用するために設計された復号器ハードウェアにてビデオ　ディスクから情報を取り出すためのシステム構成を示す。

堕廠呈脱里従来のコンパクト　ディスク　フォーマット本発明の開示及び請求の範囲の背景において、“ＣＤフォーマット”とは、現在デジタル音響コンパクト　ディスク　システムに使用されている信号フォーマントに関する。このフォーマットは本発明のフォーマットと密接な関係を持つため、以下ではデジタル音響情報をコンパクト　ディスクに記録するのに使用される標準のＣＤフォーマットに関して復習する。

電気的に、ＣＤデジタル情報はフレーム当たり５８８ビツトにて９８フレームのブロックにて記録される。個々のフレームは２４の８−ビット情報シンボル、１つの８−ビットサブコード制御語、８個の８−ピント　エラー修正コード語、及びフレームの開始を示す１つの２４−ビット同期欄から構成される。

光音響ディスクに対するコードの要件は、ビット　り口、りが信号から回復可能であり、低周波数の所で低スペクトル　パワーを持ち、そして低エラー伝搬特性を持つことである。データ内の低周波数内容を最小にすること（ＤＣから２０ＫＨｚ）は、これがディスク及び読出しヘッドに対するサーボ　コントロールの周波数レンジであるため非常に重要である。これら目的を達成するため、３３個の８−ビット　シンボル（同期欄以外の全て）がエイト　ツウ　フォーティーン変調（Ｅｉｇｈｔ　ｔｏ　Ｆｏｕｒｔｅｅｎ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ。

ＥＦＭ　）スキームによって変調される。この変調の目的は記録されたデータ内のＯから１への遷移あるいは１からＯへの遷移の間に最低２つのＯ及び最高１０個の０を保証することにある。最低２つの０及び最高１０個の０のラン長制約を満すためには２６７通りの１４ビツトの組合せが存在する。これら２６７パターンのうち、シンボルを連結するにあたって困難を示す１０個のパターンが存在し、従って、これらは排除される。１つの追加のパターンがランダムに排除され、そしてどこにも使用されない１つの最後のパターンがサブコード内に使用される。このためデータのためにちょうど２５６個のパターンが残されるが、これは８ −ビットコードから得ることができる組合せの数とぴったりと対応する。

ＥＦＭ変調に関しての概むね満足できる説明が（フィリップスコンパクト　ディスク読出し専用メモリ　（Ｐｈｉｌｉｐｓ　ＣｏＩＩＩｐａｃｔ　ＤｉｓｃＲｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）　）　、フィリップス　コンパクト　ディスクＲＯＭグループ（Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　ＲＯＭ　Ｇｒｏｕｐ）　、テクニカル　オーバビユ−パンフレットにみられる。

ただし、これら１４−ビット　ブロックは、許容される連続Ｏの数に対する制約に潜在的に違反することな（連結することはできない、従って、個々のシンボルに３つのマーリング　ビット（例えば、０１０）が附加される。この結果として、総数５８８のビットが（２４＋３）個の同期ビット、プラス（３３Ｘ（１４十３））個のシンボル　ビットから構成される。このマージングビットはまた記録された情報のＤＣ内容を減少させる。同期欄は２つの最大ラン長シーケンス（０の最大数）から構成され、結果としてのビット　パターンは４００１０００２　（８進）となる。

サブコード制御語内においては、元の８−ビット　サブコード語内の個々のビットは１つのチャネル（Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓ、Ｔ、Ｕ。

Ｖ、Ｗ）に対応し、個々のチャネルは９８フレームの１ブロック延び、これが反復される。現在、Ｐ及びＱチャネルのみがＣＤフォーマントに使用される。

８個のエラー修正コード（Ｅｒｒｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ、ＥＣＣ）バイトは１つの２レベル　リード　ソロモン（Ｒｅｅｄ−５ｏｌｏｍｏｎ）コードに結合される。片方のレベルは、１つの（３２，２８）コードであり、他方のレベルは１つの（２Ｂ、２４）コードである。より具体的には、使用されるコードは、フレームのブロック内に非常にスペシフィックなインタリーブ　パターンを持つクロス　インクリープ　リード　ソロモン　コード（Ｃｏｒｓｓ　ＩｎｔｅｒｌｅａｖｅＲｅｅｄ−５ｏｌｏｎ＋ｏｎ　Ｃｏｄｅ、ＣＩＲＣ）である。このインクリーピングはデータがかなり多く失なわれたような状況においても情報の回復を可能とする。ＣＩＲＣの説明に関しては、上のフィリップ社のパンフレット、並びにＨ，フーベ（Ｈ，Ｈｏｅｖｅ　）らによって、ス土丈エブス　テクニカル　リビュー　（Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈ、Ｒｅｖ、）、Ｖｏｌ、４０、隘６、（１９８２年）、ページ１５７−１６４に掲載の〔コンパクト　ディスク　システムにおけるエラー修正及びコンシールメン）（ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｃｅａ１ｍｅｎｔｉｎｔｈｅＣｏ＋５ｐａｃｔＤｉｓｃＳｙｓ　ｔｅ鋼）〕にみられる。

のビデオ　フォーマット本発明による信号フォーマットはＣＤフォーマントを標準のＮＴＳＣＲ３−１７０Ａ（カラー）あるいはＲ３−１７０（モノクロ）複合ビデオ　タイミング　フォーマット編入する。この新規フォーマントを使用することによって、デジタル情報をビデオ信号に符号化し、従来のＴＶ信号として伝送し、はとんど直ちに使用（ＴＶ受信）あるいはテープないしビデオ　ディスクに記録することが可能となる。ＣＤフォーマントを従来のビデオ　フォーマットに変換することによる利点は、この符号化によって提供される優れたエラー修正にある。この長所は、特に多量のデータの、特に、ビデオ　ディスクへの記録が必要とされるとき発揮される。

ＮＴＳＣビデオ　タイミング標準によると、能動ビデオ　ラインは１９２サイクルのカラー　サブキャリヤに対する時間を持ち、ＲＣ−１７０Δライン当たり総数で２２７．５サイクルのサブキャリヤを持つ。サンプリング　クロフクは、カラーが存在する場合にはカラー　サブキャリヤにロックされ、モノクロームのみが存在する場合は水平同期パルスにロックされる。本発明の原理によると、個々の１９２個のサンプル　ウィンドうは代表アナログレベルに符号化された１つの３−ビット　サンプルを含む。

上に説明の構成では、能動ライン当たりの符号化されたビットの総数は５７６となる。これはＣＤフレーム当たりに要求される５８８ビツトより１２ビツト少なく、従って、修正を行なうことが必要である。本発明によると、標準ＣＤ同期欄が２７ビツトから１５ビツトに減少される。この減少された１５−ビット同期パターンは一意でなければならないことは勿論であり、本発明においては、これがＦＥＭラン長制約に違反する許容される信号コードのシーケンスを連結することによって構成される。制限された数の１５−ビット同期パターンのみがこれら条件を満すことは容易に理解できることである。ビデオ信号から信号レベルを回復するとき、この−意の開始パターンが検出され、正しい完全な２７−ビットＣＤフレーム同期リード　イン　パターンとＮ換される。

−見したところでは、この３−ビット　サンプルは８つのアナログ　レベルを使用し、このため符号化及び復号が、特に、（ビデオ　チャネル内あるいは実際の記録において）ノイズの存在下では、非常に困難なようにみえる。しかし、これは、ＣＤフォーマント内に使用されるＥＦＭプロセスはＣＤフォーマント流内の実際のビット　パターンを制限し、結果として、８つの３−ビット　パターンの４つのみが必要とされるため、意外に簡単である。

より具体的には、ビット　パターン０１１．１０１．１１０．１１１は、遷移間の最低２つのＯ及び最高１０個の０のラン長要生しない。また、４つの許されるアナログ　レベルに対しては、限られた数の順番あるいはパターンのみが存在する。これらは２進ビツト　パターン、００１．０１０，１００、及び０００であり、この数は４の階数（４りである。許されたレベルのこれら２４の順番のうち、少数のみが最適であり、これは記録されるデジタル情報の３−ビット　パターン統計に依存する。

以上のことを念願に、本発明の原理によると、１５−ビットの一意のＣＤフレーム開始パターン（５つの３−ビット　サンプル）が許されしかもＣＤビット流内に自然に発生しないビット　パターンの組合せ、例えば、０００　０１０　１００　０００　０１０を選択することによって生成される（第２と第３の３−ビットグループを連結することによって生成されたサブパターン１０１は禁止される）。同期パターンの最後の６ビツトを０００　０１０とすると便利である。これはこれらが実際のＣＤフォーマットのフレーム同期パターンの最後の６ビツトを形成し、このように選択した場合、同期パターンの検出とともに２１ビツトのみを挿入することですむためである。

第１図は上に説明のように生成された信号を運ぶビデオ　ライン信号のセグメントを代表レベル及び対応するビット　パターンとともに示す。勿論、複数の可能なレベルの順番及びその代表ビット値が存在する。第１図において、選択された順番は最低アナログ　レベルに対応する最低シンボル値（０００）及び最高アナログ　レベルに対応する最高シンボル値（１００）を持つ。

大曳第２図はデジタル情報を本発明の原理に従ってフォーマット化し、これをビデオ　ディスクに記録するための符号器のハードウェア実現を示す。デジタル情報は直列に直列／並列コンバータ１０に加えられる。ここで、情報は８−ビット　シンボルにグループ化され、ＣＩＲＣ符号器２０に加えられる。符号器２０はデジタル信号をコンパクト　ディスク　フォーマットに変換するための従来の符号器である。符号器２０内において、個々が２４個の８−ピント　シンボＪしを含む９８フレームのＩフ゛ロックがサブコード生成の目的上１ユニツトとして扱われる。個々のフレーム内において、このセットの２４個の８−ビット　シンボルは２レベルのエラー修正コードにて保護される。最初のレベルの４つのリード　ソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）エラー修正コードはこの２４個のシンボルから直接に生成され、この結果、フレーム当たり全部で２４個の８−ビット　シンボルとなる。次に間に一群の２８個のシンボルが挿入され、さらに第２の４つのリード　ソロモン（Ｒｅｅｄ−５ｏｌｏＩＩＩｏｎ）エラー修正コードによって保護される。これら３２個のシンボルに８−ビット　サブコードが加えられ、ＥＦＭプロセスが行なわれる。２４−ビット同期パターンが加えられ、個々の１４−ビット　シンボル及び同期パターンに３つのマージング　ビットが加えられ、結果として、フレーム当たり総数５８８ビツトとなる。

符号器２０は音響及びＲＯＭ　ＣＤディスクを業務とする主な企業、例えば、３Ｍ、フィリップス、ソニー等から市販されている。これに関しては、８　−　びアプリケーション（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍ　ｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ａ　ｌ１ｃａｔｉｏｎｓ）ｓ　Ｖｏｌ、　４、隘３、（１９８２年５月）、ページ１３０−１４１、及びＪ、ニジョフ（Ｊ、Ｎ１ｊｈｏｆ）にｎｄ　Ａ　１ｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｖｏｌ、　６、隘４、ベージ２０９−２２２に掲載の（ＣＤプレーヤーに対する統合的アプローチ（Ａｎ　ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ＣＤ　Ｐｌａｅｒｓ　）　）を参照すること。

符号器２０の出力ビットはレジスタ３０及び同期検出器／コンバータ４０に加えられる。要素４０は２７〜ビット同期コードの出現を検出し、これを上の記述に従って選択された１５−ビア）同期コードと置換する。

修正された同期コードはレジスタ３０内で符号器２０の出力に連結され、コンバータ５０に加えられる。コンバータ５０は選択された変換アプローチに適合するデジタル　コード／アナログレベル　コンバータである。上に説明のアプローチでは、従来のＤ／Ａコンバータで十分である。

コンバータ５０の出力はビデオ　ライン　フォーマツタ５５に加えられ、フォーマツタ５５はコンバータ５０の出力を第１図に示されるビデオ信号フォーマントに変換する。最も単純には、フォーマツタ５５はメモリ及びコンバータ５０からの信号の定常流を第１図のビデオ信号の水平同期パルス及び他の成分が挿入される適当な間隔のギャップを持つ信号に変換するための最低量の論理回路を含む。

フォーマフタ５５の出力は伝送ラインに加えることもできる。ただし、第２図においては、これは従来のビデオディスク記録手段６０に加えられる０手段６０は信号を変調し、記録レーザーを使用して、このビデオ信号をビデオ　ディスクに印加する。

上にコンバータ５０及びフォーマット５５の実現を説明したが、この両方の機能を遂行する回路が市販されている。これは、通常、ビデオ　フレーム　メモリとよばれる。

第３図はここに開示の発明に従って生成される信号を受け、これから記録されたデジタル情報を生成するためのシステムを示す。

第３図においては、これら信号はビデオ　ディスクから誘導されるように示されるが、他の用途においては、この信号は伝送ラインからくることも、あるいは受信機、例えば、従来のＴＶ上セツトらくることもある。ライシロ１上の信号は波片プロセッサ７０に加えられるが、ここで、電圧いき値がアナログ信号上に含まれるデジタル　コードを決定するために入り信号に加えられる。上に説明の変換アプローチに対しては、市販のビデオ　フレームグラバ−が従来のＡ／Ｄコンバータ及びフレーム、メモリとともに使用される。波形プロセッサ７０の出力は同期欄検出器７５及びレジスタ７７に加えられる。検出器７５及びレジスタ７７は第２図のコンバータ４０及びレジスタ３０の逆の機能を遂行する。

つまり、検出器７５は信号内の１５−ビット同期パルスを検出し、これを従来のＣＤ復号器によって期待される標準の２７−ビ、トＣＤフォーマントの信号を形成する。この信号は所望のデジタル情報を生成する従来のＣＤフォーマットのＣＩＲＣ復号器８０に加えられる。

イミング上の前述のごと（、本発明による方法は、１つの完全なＣＤフレーム（情報の２４個の８−ビット語）を１つのビデオ　ラインに記録する。１ブロツクは９８個のビデオ　ラインを要し、４９０の能動ラインを持つ１つの完全なビデオ　フレームは５ブロツクを記録する。ビデオ　フレームは１／３０ｔｈ秒の速度を持ち、これは秒当たり１５０プロ、りに相当する。しかし、通常のＣＤタイミングは秒当たり７５ブロツクである。これはビデオ信号が音響ＣＤシステムによって使用される装置によって通常扱かわれる速度の２倍の速さでビットを扱かえるタイミング構成を持つことを意味する。換言すれば、ビット信号と関連する速度が保持された場合は、従来のＣＤフォーマント　チップは、それらが音響システム内でそれらが動作する２倍の速度で動作できることが保証されないかぎり使用できない。これは市販のチップの設計が動作周波数の増加を許す場合、あるいはチップが再設計（あるいは本発明によるフォーマットのための新たな高速チップが設計）された場合は、勿論可能である。しかし、別の方法として、現存の音響ＣＤチップを情報の記録を（５０％だけ）減少して使用すること半分にし、デジタル情報の記録に対して１つおきのラインのみを使用し、あるいは記録される情報を重複し、これによっ、て記録媒体の信頼性を向上させることによって達成できる。

さらにもう１つの方法としては、検索システム用として第４図に示されるように、低速度ハードウェアを別個のセットの回路によって交互のラインが扱われるよう重複することもできる。

国際調査報告　ＰＣＴ／ｌＪｓ　８６１０２５５８＋＾＋ｓｍｓｎｅｎｍｌＡｅｅｋａｍｓＮ１１．ＰＣＴ／υ５８６１０２５５９ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡｒ、５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims

【特許請求の範囲】

１．デジタル情報を信号フォーマットにて記録するためのビデオディスクにおいて、該ディスクが該デジタル情報の所定の数のビットを記録するための複数の連結されたビデオ信号ラインを含み、該ラインの個々が１つの水平同期パルスで開始し、これに第２の複数のアナログサンブルが続き；開ビデオ信号ラインの個々の中の該アナログサンプルの個々が１つの派生可能多重ビットシーケンス（ｄｅｒｉｖａｂｌｅｍｕｌｔｉ−ｂｉｔｓｅｑｕｅｎｃｅ）を表わし、該個々の派生可能多重ビットシーケンスと該個々のビデオ信号ライン内の隣接するアナログサンプルの派生可能多重ビットシーケンスの連結が１つのフレームシーケンスを形成し；該フレームシーケンスが第１及び第２のセットのエラー修正コード及び複数のメッセージ語を含み、該メッセージ語が該所定の数のビットと関連し、該第１のセットのエラー修正コードが該所定の数のビットと関連し、そして該第２のセットのエラー修正コードが複数の該ビデオ信号ラインの該所定の数のビットの再配列と関連することを特徴とするビデオディスク。
２．請求の範囲第１項に記載のビデオディスクにおいて、該第１及び第２のセットのエラー修正コードがクロスインタリーブドリードソロモン（ｃｒｏｓｓ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）エラー修正コードセットを形成することを特徴とするビデオディスク。
３．請求の範囲第１項に記載のビデオディスクにおいて、該フレームシーケンスがさらにフレーム同期シーケンスを含むことを特徴とするビデオディスク。
４．請求の範囲第１項に記載のビデオディスクにおいて、該アナログサンプルが４つのアナログ値のうち１つを表わし、該個々のアナログ値が１つの３−ビットコードを表わすことを特徴とするビデオディスク。
５．請求の範囲第４項に記載のビデオディスクにおいて、該３−ビットコードがセット｛０００、００１、０１０、１００｝に属することを特徴とするビデオディスク。
６．請求の範囲第１項に記載のビデオディスクにおいて、該フレームが個々の３ −ビットデジタルコードを表わす１９２個の該アナログサンプルを含み、該３− ビットデジタルコードの１連結が２４個の情報語を含み、個々の該情報語が該デジタル情報の別個の８−ビットセグメントと関連することを特徴とするビデオディスク。
７．トラックに沿うビット及びランド配列内に記録されたデジタル情報を持つビデオディスクにおいて、該ビット及びランドの長さが周波数復調されたとき信号のゼロクロシングと関連し：該ビデオディスクが該デジタル情報の所定の数のビットを記録するための複数の連結されたビット信号ラインを持ち、該ラインの個々が１つの水平同期パルスから開始し、これに第２の複数のアナログサンプルが続き；該ビデオ信号ラインの個々の中の該アナログサンプルの個々が１つの派生可能多重ビットシーケンス（ｄｅｒｉｖｂｌｅｍｕｌｔｉ−ｂｉｔｓｅｑｕｅｎｃｅ）を表わし、該個々の派生可能多重ビットシーケンスと該個々のビデオ信号ライン内の隣接するアナログサンプルの派生可能多重ビットシーケンスの連結が１つのフレームシーケンスを形成し；該フレームシーケンスが第１及び第２のセットのエラー修正コード及び複数のメッセージ語を含み、該メッセージ語が該所定の数のビットと関連し、該第１のセットのエラー修正コードが該所定の数のビットと関連し、そして該第２のセットのエラー修正コードが複数の該ビデオ信号ラインの該所定の数のビットの再配列と関連することを特徴とするビデオディスク。
８．ビデオライン内にデジタル情報を記録するための方法において、該ビデオラインが水平同期パルス及び該同期パルスと同期パルスの間の所定の数１のサンプルウインドウを含むアナログビデオ信号を持ち、該方法が：該デジタル情報のＮ個のＭ−ビット入力語として扱われるＮＭビットのフレームを選択するステップ；該Ｎ個の入力語のシーケンスから個々がＬ１ビットを持つ第１のセットのＫ１個のエラー修正コードを生成し、複数のセットの隣接フレームの入力語の再配列から派生される該Ｎ個の入力語のシーケンスから個々がＬ２ビットを持つ第２のセットのＫ２個のエラー修正コードを生成するステップ；該Ｎ個の入力語と該Ｋ１及びＫ２個のエラー修正コードをＬ３ビットのフレーム同期シーケンスと結合し、Ｊビットのシーケンスを生成するステップ（ここで、Ｊ＝ＮＭ＋Ｋ１Ｌ１＋Ｋ２Ｌ２＋Ｌ３であり、Ｍ、Ｎ、Ｋ１、Ｌ１、Ｋ２、Ｌ２、及びＬ３は式Ｊ＝ＰＩを満すように選択された整数であり、Ｐは１つの整数である）；及び該Ｊビットの該シーケンスの隣接するＰ−ビットシーケンスを連結されたパルス幅変調アナログサンプルに変換することによって該アナログビデオ信号を生成するステップを含むことを特徴とする方法。
９．請求の範囲第９項に記載の方法において、さらに該結合ステップの前に変調ステップが含まれ、個々の該入力語、個々の該第１のセットのエラー修正コード及び個々の該第２のセットのエラー修正コードが第１の値の連続ビットが第１のいき値数以上であり第２の値の連続ビット間の該第１の値の連続ビット数が第２のいき値数以下であるというラン長要件を満すために拡張され；Ｎ、Ｍ、Ｋ１、Ｌ１、Ｋ２、Ｌ２、及びＬ３の値が拡張された値Ｍ′、Ｌ１′及びＬ２′が式Ｊ＝ＮＭ＋Ｋ１Ｌ１′＋Ｋ２Ｌ２′＋Ｌ３を満すように選択されることを特徴とする方法。
１０．請求の範囲第１０項に記載の方法において、該エラー修正コードを生成するステップがセットの８個のクロスインタリーブドリードソロモンエラー修正コードを生成し、該変調ステップが個々の該エラー修正コード及び個々の該入力語に連続１の間の連続０の数が２以上１０以下となるようにビットを加えることを特徴とする方法。
１１．水平同期パルスによって区画されるアナログサンプルのフレームを持つビデオ信号内に記録されたデジタル情報を取り出すための方法において、該方法が：該アナログサンプルを２進語に変換するステップ；及び複数の該フレームから派生された該２進語をクロスインタリーブドリードソロモン復号器に加えるステップを含むことを特徴とする方法。
１２．水平同期パルスによって区画されるアナログサンプルのフレームを持つビデオ信号からデジタル情報を取り出すためのシステムにおいて、該システムが該ビデオ信号からアナログサンプルの該フレームを派生するための取り出し手段；該取り出し手段に応答して該アナログサンプルの電圧レンジを多重ビット語に変換するためのいき値手段；該いき値手段に応答して該多重ビット語の中から同期シーケンスを識別するための検出手段；及び該検出手段及び該いき値手段に応答して、該多重ビット語から該デジタル情報を符号化プロセスの逆のプロセス、つまり、該デジタル情報の個々のセグメントに対し該デジタル情報の該セグメントに対する第１のセットのエラー修正コードを生成し、再配列の後に個々のセグメント内に発見されるデジタル情報に基づいて第２のセットのエラー修正コードを生成し、そして該第１のセットのエラー修正コードと該第２のセットのエラー修正コードを該セグメントの該デジタル情報と結合するプロセスを通じて抽出するための復号器手段を含むことを特徴とするシステム。
１３．水平同期パルスによって区画されるアナログサンプルのフレームを持つビデオ信号からデジタル情報を取り出すためのシステムにおいて、該システムが：該ビデオ信号から該アナログサンプルのフレームを派生するための取り出し手段；該取り出し手段に応答して該アナログサンプルの電圧レンジを多重ビット語に変換するためのいき値手段；該いき値手段に応答して該多重ビット語の中から同期シーケンスを識別するための検出手段；１つの入力及び１つ以上の出力を持ち、該検出手段及び該いき値手段に応答して該いき値手段からの該多重ビット語を該検出手段の制御下においてスイッチ手段の交互の出力に向けるためのスイッチ手段；及び個々の該スイッチ手段の出力に接続されたクロスインタリープドリードソロモン復号器を含むことを特徴とするシステム。