JP2004030867A - 記録媒体、再生装置、再生方法、記録媒体製造装置及び記録媒体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体において、記録されたデータの他の記録媒体への複写を困難とする記録媒体を提供する。
【解決手段】記録層のビットの一部に段状に形成された段状部に、記録層と異なる位置に合焦されるレーザ光を照射した反射光により基本データに対する付加情報が読み出される。再生情報は、付加情報を係数とした演算処理をなされ、記録媒体１に記録されている基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で他の記録媒体に記録しようとすると、多数の記録媒体２が必要となる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号や音楽信号等の種々の情報信号を記録しておくための記録媒体並びにその再生装置、再生方法、記録媒体製造装置及び記録媒体製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、映像信号や音楽信号、あるいは、コンピュータプログラム等の種々の情報信号を記録しておく記録媒体が提案されている。このような記録媒体は、いわゆる磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体装置（半導体記憶素子）等として構成されて使用されている。また、このような記録媒体に記録される情報信号としては、デジタルデータ及びアナログデータのいずれも用いられている。
【０００３】
例えば、デジタルデータを記録した光ディスクは、透明材料からなるディスク基板上に、デジタルデータである情報信号に対応した微細な凹凸、すなわち、ピットを形成し、このピット上に反射膜を形成して構成されている。この光ディスクにおいては、ディスク基板を透して、ピットに光束を照射し、このピットからの反射光束を検出することによって、このピットによって記録された情報信号の再生を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような光ディスク等の記録媒体においては、記録されている情報信号をそのままの形態で、すなわち、デジタルデータのままで、他の記録媒体に複写することは容易に行える。例えば、元の光ディスクにピットを形成するための方法、装置を用いれば、この元の光ディスクより再生したデジタルデータに基づいて、他の光ディスクに、元の光ディスクのピットと同一のピットを形成することができる。また、光ディスクより再生したデジタルデータを、光磁気ディスク等、他の方式の記録媒体に記録することもできる。
【０００５】
このようにして複写されたデジタルデータは、アナログデータを複製する場合と異なり、このデータから復調された映像や音声の質や、又は、このデータに基づくコンピュータの動作において、複写元のデジタルデータを使用する場合に対する劣化がない。すなわち、複写されたデジタルデータは、複写元のデジタルデータと同一の価値、品質を有するデータであるといえる。
【０００６】
このように、価値、品質の低下を生ずることなくデータの複写ができるとすると、複写元となるデジタルデータに係る著作権の保護が十分に図られない事態が招来される虞がある。
【０００７】
すなわち、正規にデジタルデータが記録されて正規に販売される記録媒体の価格には、記録されたデジタルデータの使用料としてのいわゆる著作権料が含まれている。この使用料がデジタルデータの著作権者に支払われることにより、著作権の保護が図られる。ところが、著作権者に無断で複写されたデジタルデータが複写元のデジタルデータと同一の価値、品質を有するならば、このデジタルデータを使用しようとする人は、あえて価格に使用料が含まれている正規の記録媒体を購入せずに、複写されたデジタルデータが記録されたより低価格な記録媒体を使用するようになってしまう。そうすると、このデジタルデータに係る著作権者には、このデジタルデータを実際に保有している人の人数や使用された回数に見合った著作権料が支払われなくなってしまう。
【０００８】
近年、このようなデジタルデータの複写から著作権者を保護するため、データが容易に複写されないようにした記録媒体の提案が望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、記録されたデータの複写が困難となされた記録媒体並びにその再生装置、再生方法、記録媒体製造装置及び記録媒体製造方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る記録媒体は、基本データがピットによって記録されている記録層と、上記記録層のピットの一部に段状に形成された段状部とを備え、上記段状部からは、上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射しこのレーザ光の反射光により上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され、上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、該基本データから生成される基本情報に対してより高品質な情報となることを特徴とするものである。
【００１１】
この記録媒体においては、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【００１２】
そして、本発明に係る再生装置は、基本データがピットによって記録されている記録層とこの記録層のピットの一部に段状に形成された段状部とを有し上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射しこのレーザ光の反射光により上記段状部から上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が該基本データから生成される基本情報に対してより高品質な情報となる記録媒体が装着され、上記記録媒体に対してレーザ光を照射する照射手段と、上記照射手段により照射されたレーザ光の上記記録媒体からの反射光を検出する検出手段と、上記検出手段による反射光の検出結果に基づいて、上記照射手段から照射されるレーザ光を上記記録媒体の記録層上に集光させる第１のモードと該レーザ光を上記記録媒体の記録層とは異なる位置に集光させる第２のモードとを切り換えるフォーカス制御手段と、上記検出手段による反射光の検出結果に基づいて上記照射手段から照射されるレーザ光の照射位置を上記記録媒体の記録トラック上とするトラッキング制御を行うトラッキング制御手段と、上記フォーカス制御手段が上記第１のモードを選択しているときに上記検出手段による上記反射光の検出結果に基づいて上記基本データから基本情報を復号する第１の復号手段と、上記フォーカス制御手段が上記第２のモードを選択しているときに上記検出手段による上記反射光の検出結果に基づいて上記付加データから上記付加情報を復号する第２の復号手段と、上記第１及び第２の復号手段により復号された基本情報及び付加情報に基づいて上記再生情報を生成する再生手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
この再生装置においては、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【００１４】
また、本発明に係る再生方法は、基本データがピットによって記録されている記録層とこの記録層のピットの一部に段状に形成された段状部とを有し上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射しこのレーザ光の反射光により上記段状部から上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が該基本データから生成される基本情報に対してより高品質な情報となる記録媒体から情報を再生する方法であって、上記記録媒体に対してレーザ光を照射し、上記レーザ光の上記記録媒体からの反射光を検出し、上記反射光の検出結果に基づいて上記レーザ光を上記記録媒体の記録層上に集光させる第１のモードと該レーザ光を上記記録媒体の記録層とは異なる位置に集光させる第２のモードとを切り換え、上記第１のモードを選択しているときに上記反射光の検出結果に基づいて上記基本データから基本情報を復号し、上記第２のモードを選択しているときに上記反射光の検出結果に基づいて上記付加データから上記付加情報を復号することを特徴とするものである。
【００１５】
この再生方法においては、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【００１６】
そして、本発明に係る記録媒体製造装置は、基本情報を符号化して基本データを出力するとともに該基本データに対する付加情報を符号化して付加データを出力する符号化手段と、上記基本データを記録媒体の記録層にピットによって記録する場合の該ピットの形状を演算するとともに該記録層に形成される段状部によって上記付加データを記録する場合の該段状部の形状を演算しこれら演算結果に基づいて該ピット及び段状部が形成された記録層に対して該記録層とは異なる位置に合焦するレーザ光束を照射した場合の反射光束を演算する反射光演算部と、上記反射光演算部により演算された反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを比較する比較手段と、上記比較手段による比較結果に基づいて上記付加データを制御して上記段差部の形状を修正し上記反射光演算部により演算される反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを一致させる付加データ制御手段と、上記基本データと上記付加データ制御手段により制御された付加データとを合成して合成データを生成する合成データ生成手段と、上記合成データ生成手段により生成された合成データに基づいてマスタディスクの記録層に上記ピット及び上記段状部を形成する記録手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
この記録媒体製造装置によって製造された記録媒体を再生すると、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【００１８】
また、本発明に係る記録媒体製造方法は、基本情報を符号化して基本データを得るとともに該基本データに対する付加情報を符号化して付加データを得、上記基本データを記録媒体の記録層にピットによって記録する場合の該ピットの形状を演算するとともに該記録層に形成される段状部によって上記付加データを記録する場合の該段状部の形状を演算し、これら演算結果に基づいて該ピット及び段状部が形成された記録層に対して該記録層とは異なる位置に合焦するレーザ光束を照射した場合の反射光束を演算し、上記演算された反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを比較し、上記比較結果に基づいて上記付加データを制御して上記段差部の形状を修正し、上記反射光演算部により演算される反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを一致させ、上記基本データと上記制御された付加データとを合成して合成データを生成し、上記生成した合成データに基づいてマスタディスクの記録層に上記ピット及び上記段状部を形成することを特徴とするものである。
【００１９】
この記録媒体製造方法によって製造された記録媒体を再生すると、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
〔記録媒体の概要〕
本発明における記録媒体は、基本データが記録される第１の記録部と、第１の記録部に記録される基本データに対する付加情報となる付加データが記録される第２の記録部とを有して構成される。そして、この記録媒体においては、第１の記録部から読み出された基本データ及び第２の記録部から読み出された付加データに基づいて、所定の処理を行うことにより、再生情報を生成することができる。
【００２２】
この再生情報は、第１の記録部に記録された基本データのみから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となっている。したがって、再生情報は、基本情報よりも情報量の多い情報となる。また、この再生情報は、この再生情報の生成のために使用された基本情報と付加情報とを合わせた情報量よりも多い情報量となる。そのため、図１及び図２に示すように、１つの記録媒体１を再生することにより再生情報を生成し（図２中のステップｓｔ１０１）、この生成された再生情報をデータとして記録する場合には、元の記録媒体の個数よりも多数の記録媒体が必要となる（図２中のステップｓｔ１０２）。
【００２３】
そして、この記録媒体においては、基本データと付加データとが、所定の関係となされて所定の記録方式によって記録されている場合にのみ、それぞれを「所定の処理」が可能な状態で読み出すことができる。
【００２４】
すなわち、この記録媒体１からは、図１に示すように、基本データ（コピー可能データ）と付加データ（意味のないデータ）αが再生可能であり、基本データのみは、元の記録媒体１と略々同一の記録容量の記録媒体３への複写が可能である。しかし、この基本データのみから再生される基本情報は、付加データをも用いて生成される再生情報に比較して品質の劣る情報である。また、この記録媒体において、付加データのみも、元の記録媒体と略々同一の記録容量の記録媒体４への複写が可能である。しかし、この付加データのみでは、意味のある情報を再生することができない。
【００２５】
したがって、基本データ及び付加データに基づいて再生情報を生成するための「所定の処理」の内容を、非公開で、かつ、解析が困難であるものとしておけば、この記録媒体１に記録されている情報について、完全な形で他の記録媒体へ複写することを極めて困難とすることができる。また、上述のように、記録媒体１の再生によって得られた再生情報をデータとして記録することは、多数の記録媒体２が必要となるので、煩雑、かつ、不便である。
【００２６】
このように、記録している情報の他の記録媒体への複写を困難とすることにより、いわゆる「違法コピー」のなされない記録媒体を提供することができる（図２中のステップｓｔ１０３）。
【００２７】
この記録媒体における基本情報としては、例えば、映像情報や、音声情報、コンピュータプログラム等とすることができる。そして、付加情報は、基本データに基づいて再生される映像情報、音声情報等の品質、すなわち、例えば画質又は音質等を向上させるための情報である。この付加情報は、後述する「クラス分類適応処理」により生成されて信号処理に用いる係数データや、あるいは、この係数データの生成に用いる係数種データとすることができる。この「クラス分類適応処理」は、後述するプロセッシング部のような回路によって行うことができる。この「クラス分類適応処理」においては、付加情報は、映像データ等である基本データに関する演算を行うための、予め設定された係数情報と考えることができる。
【００２８】
また、再生情報と基本情報との差、つまり高品質の内容としては、基本情報が映像情報である場合において、空間的解像度が高いことや、種々の付加的情報が付加されていることなどとすることができる。
【００２９】
なお、本発明における記録媒体は、図３及び図４に示すように、基本データ及び付加データは、いわゆるインターネットの如き公衆通信回線を利用した情報網５から取得（ダウンロード）されたものが記録されることとしてもよい（図４中のステップｓｔ１０４）。この場合においても、記録媒体１には、基本データと付加データとは、その後「所定の処理」が可能な状態で読み出すことができる（図４中のステップｓｔ１０５）ように、所定の関係となされて所定の記録方式によって記録される。
【００３０】
すなわち、図３に示すように、基本データ（コピー可能データ）と付加データ（ｔａｎ特では意味のないデータα）を記録媒体のアーキテクチャで記録して始めて再生可能なディスクアーキテクチャとなっており、いわゆる「違法コピー」を行おうした場合、記録媒体の解析及び製造に多大な手間と時間を要することになる。
【００３１】
本発明に係る記録媒体は、このように、いわゆる「違法コピー」がなされないことにより、正規に販売される記録媒体に対するユーザの購買意欲の増進を図ることができる（図２中のステップｓｔ１０６）。
【００３２】
これら本発明における記録媒体の特徴は、以下に述べる本発明の各実施の形態において共通する特徴である。
【００３３】
〔ディスク状記録媒体〕
そして、本発明における記録媒体は、ディスク状記録媒体やカード状記録媒体のような平板状の記録媒体として構成することができる。また、この平板状の記録媒体は、光学ピックアップ装置によって記録されたデータの読み出しがなされる、いわゆる光ディスクであるディスク状記録媒体として構成できる。
【００３４】
このディスク状記録媒体は、第１の記録部と第２の記録部とを有している。第１の記録部には、基本データが記録される。第２の記録部には、基本データに対する付加情報となる付加データが記録される。
【００３５】
第１の記録部は、光学ピックアップ装置によって光束が照射されたときに、この光束の性質、例えば、光量や偏光方向等を、記録された基本データに応じて変化させて反射する領域となっている。第２の記録部は、光学ピックアップ装置によって光束が照射されたときに、この光束の性質、例えば、光量や偏光方向等を、記録された付加データに応じて変化させて反射する領域となっている。この第２の記録部における付加データは、第１の記録部と同様の記録構造によって記録されることとしてもよいし、第１の記録部と異なる記録構造によって記録されることとしてもよい。
【００３６】
なお、以下の説明においては、本発明における記録媒体をディスク状記録媒体として構成したものについて述べているが、この記録媒体は、ディスク状記録媒体に限定されず、種々の形状の記録媒体として構成することができる。
【００３７】
〔ディスク状記録媒体の第１の実施の形態〕
この実施の形態においては、本発明におけるディスク状記録媒体を、１層の記録層を有する光ディスクとして構成している。すなわち、図５に示すように、光ディスクとして構成したディスク状記録媒体１は、基本データがピット６によって記録されている記録層を有している。この基本データは、デジタルデータとして記録されており、上述のように、復調することによって映像情報のような基本情報となるものである。ピット６は、所定の高さを有する微細な凹凸列であり、光学ピックアップ装置により集光されたレーザ光束Ｌが照射されると、このレーザ光束Ｌを散乱させるので、光学ピックアップ装置においてディスク状記録媒体１よりの反射光を検出することにより、信号の有無が検出される。ピット６の高さは、光学ピックアップ装置により照射されるレーザ光束Ｌの波長の１／４となっている。
【００３８】
そして、この光ディスクとして構成したディスク状記録媒体１において、記録層のピット６の一部には、付加データを記録するための、段状に形成された段状部７が形成されている。この段状部７は、ピット６に重なって形成されており、ピット６よりも低い高さとなっている。段状部７は、ピット６に記録されたデータを読み出す際に、支障を来さない程度の高さである。この付加データは、デジタルデータであってもアナログデータであってもよい。この段状部７からは、記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光束、すなわち、ピット６により記録された基本データを読み取るときのレーザ光束の合焦位置とは異なる位置に合焦されたレーザ光束を照射して、このレーザ光束の反射光により、付加データが読み出される。
【００３９】
なお、記録層とは異なる位置にレーザ光束を合焦させるには、後述する再生装置の光学ピックアップ装置２５において、ディスク状記録媒体１からの反射光束に非点収差を生じさせこの非点収差の量及び方向をいわゆる４分割フォトセンサである光検出器１６によって検出している場合において、この光検出器１６からの出力に基づくフォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより実行することができる。
【００４０】
このようにして、この光ディスクとして構成したディスク状記録媒体ディスク状記録媒体１からは、光学ピックアップ装置２５によって、基本データ及び付加データが読み出される。そして、これら基本データ及び付加データに基づいて、所定の信号処理を行うことにより、再生情報が生成される。この再生情報は、該基本データのみから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる。
【００４１】
なお、基本データをデジタルデータとし、付加データをアナログデータとすることもできる。この場合には、空間方向或いは時間方向の付加データの値の変化を示した図７に示すように、アナログデータＡを構成する信号の周波数がデジタルデータの周波数よりも高くなることが考えられるが、再生装置側の光学ピックアップ装置２５において、このアナログデータの読み取りができるように、レーザ光束を集光させる対物レンズの開口数（ＮＡ）及びレーザ光束の波長が設定されていることを前提とする。
【００４２】
なお、上述の段状部７は、ピットの一部ではなくピット以外のランド部（ピットのない部分）に形成して付加データを記録することも可能である。
【００４３】
基本データの変調及び圧縮処理の方式としては、「ＥＦＭ」、「ＣＩＲＣ」、「１→７変調」、「ビダビ符号」など、従来より提案されている種々のものを使用することができる。
【００４４】
〔ディスク状記録媒体の第２の実施の形態〕
また、本発明に係るディスク状記録媒体１は、図６に示すように、同様の記録層８，９が積層されて構成されている、いわゆる２層ディスクとして構成することもできる。この場合、記録層は、少なくとも第１の記録層８及び第２の記録層９が互いに積層されて構成されることとなる。
【００４５】
付加データを段状部によって記録する場合において、この段状部は、第１及び第２の記録層のそれぞれの各ピットの一部に形成される。このような段状部からは、第１の記録層８と第２の記録層９との間に合焦されるレーザ光束の反射光によって、付加データが読み出される。各記録層８，９の間にレーザ光束を合焦させるには、図６に示すように、後述する再生装置の光学ピックアップ装置２５において、ディスク状記録媒体１からの反射光束に非点収差を生じさせればよい。この非点収差の量及び方向をいわゆる４分割フォトセンサである光検出器１６によって検出し、付加データを読み出すことは、この光検出器１６からの出力に基づくフォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより実行することができる。この場合、図６に示すように、４分割センサの位置をずらすことにより、第１層８よりも第２層９に近づいたデフォーカス位置に制御することもできる。
【００４６】
〔ディスク状記録媒体の第３の実施の形態〕
また、本発明において、ディスク状記録媒体は、図８に示すように、ディスク基板１７上にピットによって基本データが記録された第１の記録層１８と、この第１の記録層１８に積層されて形成され、透過率の変化により付加データが記録された第２の記録層１９とを有する２層ディスクとして構成してもよい。
【００４７】
第１の記録層１８においては、基本データに対応したピットが形成されることにより、このピットによって基本データが記録されている。そして、この第１の記録層１８からは、光学ピックアップ装置により照射されたレーザ光束の反射光における光量の変化により、基本データが読み出される。
【００４８】
第１の記録層１８において、ピットが形成されている場合には、光学ピックアップ装置により照射されたレーザ光束の反射光の光量は、略々０となる。このときの基本データを、「０」（又は「１」）と定義する。そして、第１の記録層１８において、ピットが形成されていない場合には、光学ピックアップ装置により照射されたレーザ光束の反射光の光量は、この反射光が第２の記録層１９を略々１００％透過する場合には、略々照射光の光量に等しくなる。このときの基本データを、「１」（又は「０」）と定義する。
【００４９】
第２の記録層１９からは、光学ピックアップ装置により照射されたレーザ光束が透過して第１の記録層１８により反射され再びこの第２の記録層１９を透過した反射光の光量の変化により、付加データが読み出される。
【００５０】
すなわち、第１の記録層１８にピットが形成されていない部分では、第２の記録層１９の透過率に対応した付加データと、第１の記録層１８にピットが形成されていない状態に対応した基本データ（「１」（又は「０」））とが検出される。そして、第１の記録層１８にピットが形成されている部分では、第２の記録層１９の透過率に拘わらず、反射光の光量は略々０となり、第１の記録層１８にピットが形成されている状態に対応した基本データ（「０」（又は「１」））が検出される。
【００５１】
第２の記録層１９は、例えば、有機色素を含んで構成されたものであり、付加データに対応して、明部（透過率が高い部分）及び暗部（透過率が低い部分）が形成されている。この第２の記録層１９は、第１の記録層１８に記録されるデータが「１」又は「０」である１ビットのデータであるのに対し、透過率を多段階に設定することにより、多ビットのデータを記録することができる。また、記録データとしては、アナログデータが記録されることとしてもよい。
【００５２】
また、この第２の記録層１９は、レーザ光束を散乱させる結晶を含んだものとし、この結晶の結晶濃度によって、透過光の光量を変化させるものとしてもよい。
【００５３】
このディスク状記録媒体１においても、後述する光学ピックアップ装置２５によって、基本データ及び付加データが読み出される。これら基本データ及び付加データに基づいて、所定の信号処理を行うことにより、再生情報が生成される。この再生情報は、該基本データのみから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる。
【００５４】
〔ディスク状記録媒体の第４の実施の形態〕
さらに、本発明のおけるディスク状記録媒体１は、図９に示すように、磁化方向の変化によって基本データが記録された第１の記録層２０と、この第１の記録層２０に積層されて形成され、透過率の変化により付加データが記録された第２の記録層１９とを有する光磁気ディスクとして構成してもよい。
【００５５】
第１の記録層２０は、磁性体によって形成され、磁化方向の変化によって基本データが記録される、いわゆる光磁気記録層である。この第１の記録層２０からは、光学ピックアップ装置により直線偏光のレーザ光束を照射し、このレーザ光束の反射光における偏光方向の変化を検出することより、基本データが読み出される。
【００５６】
第２の記録層１９は、第１の記録層に積層されて形成され、透過率の変化によって、基本データに対する付加情報となる付加データが記録される。この第２の記録層１９からは、光学ピックアップ装置により直線偏光のレーザ光束を照射し、このレーザ光束が第２の記録層１９を透過して第１の記録層２０により反射され再び第２の記録層１９を透過した反射光の光量の変化を検出することより、付加データが読み出される。この第２の記録層１９は、例えば、有機色素を含んで構成されたものであり、付加データに対応して、明部（透過率が高い部分）及び暗部（透過率が低い部分）が形成されている。また、この第２の記録層１９は、レーザ光束を散乱させる結晶を含んだものとし、この結晶の結晶濃度によって、透過光の光量を変化させるものとしてもよい。
【００５７】
このようにして、光磁気ディスクとして構成したディスク状記録媒体１からは、後述する光学ピックアップ装置２５によって、基本データ及び付加データが読み出される。そして、これら基本データ及び付加データに基づいて、所定の信号処理を行うことにより、再生情報が生成される。この再生情報は、該基本データのみから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる。
【００５８】
〔ディスク状記録媒体の第５の実施の形態〕
また、本発明におけるディスク状記録媒体１は、図１０に示すように、グルーブＧＶに挟まれたランド部分を記録トラックＴＲとし、ピット１８Ｐによって基本データが記録された第１の記録層１８と、この第１の記録層１８に積層されて形成され、磁化方向の変化によって付加データが記録された第２の記録層２１とを有する光磁気ディスクとして構成してもよい。
【００５９】
第１の記録層１８においては、基本データに対応したピット１８Ｐが形成されることにより、このピット１８Ｐによって基本データが記録されている。そして、この第１の記録層１８からは、光学ピックアップ装置により照射されたレーザ光束の反射光における光量の変化により、基本データが読み出される。
【００６０】
第２の記録層２１は、磁性体によって形成され、磁化方向の変化によって付加データが記録される、いわゆる光磁気記録層である。この第２の記録層２１からは、光学ピックアップ装置により直線偏光のレーザ光束を照射し、このレーザ光束の反射光における偏光方向の変化を検出することより、付加データが読み出される。
【００６１】
第２の記録層２１においては、付加データは、記録トラックＴＲ上、すなわち、第１の記録層１８のピット列上に形成される略々円形状の光磁気スポット２１Ｓによって記録される。この光磁気スポット２１Ｓは、すべて略々同一の径を有する円形状の互いに同一形状のものであってもよいし、また、互いに面積、形状が異なってもよい。さらに、この光磁気スポット１８Ｓは、図１１に示すように、第１の面積を有する光磁気スポット２１ａ及びこの第１の面積よりも狭い第２面積を有する光磁気スポット２１ｂの少なくとも２種類により構成されているものとしてもよい。光磁気スポットの径（面積）が複数種類ある場合においては、この径（面積）の違いによって、異なる付加データを記録したり、この径（面積）の違いに応じたアナログデータを記録媒体に記録することができる。
【００６２】
このように光磁気ディスクとして構成したディスク状記録媒体１においても、後述する光学ピックアップ装置２５によって、基本データ及び付加データが読み出される。これら基本データ及び付加データに基づいて、所定の信号処理を行うことにより、再生情報が生成される。この再生情報は、該基本データのみから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる。
【００６３】
〔ディスク状記録媒体の第６の実施の形態〕
この第６の実施の形態におけるディスク状記録媒体においては、図１２中の（Ａ）に示すように、特定の基本データＤＢに対応する付加データＤＡとして、その基本データの記録位置から相対的な所定のアドレス（ｒ，ｌ）分だけ離れた位置に記録された基本データＤＢを使用する。
【００６４】
すなわち、この場合には、図１２中の（Ｂ）に示すように、特定の基本データＤＢが記録されている位置には、相対的なアドレスである所定のアドレス（ｒ，ｌ）の値が、上述した付加データＤＡと同様にして記録されている。そして、このディスク状記録媒体においては、特定の基本データの記録位置から、読み出された所定の相対的アドレス（ｒ，ｌ）だけ隔たった位置に記録された基本データＤＢが、当該特定の基本データに本来対応される付加データＤＡに相当するデータとなっている。
【００６５】
〔再生装置及び再生方法の概要〕
本発明における再生装置は、上述した記録媒体及び各ディスク状記録媒体から、基本データ及び付加データを読み出し、これら基本データ及び付加データから再生情報を生成する装置である。また、本発明における再生方法は、この再生装置において、上述した記録媒体及び各ディスク状記録媒体を用いて実行される動作として実施される。
【００６６】
すなわち、この再生装置には、上述したように基本データが記録される第１の記録部と付加データが記録される第２の記録部とを有する記録媒体が装着される。この再生装置においては、第１のデータ取得手段により、記録媒体から基本データが読み出され、第２のデータ取得手段により、記録媒体から付加データが読み出され、これら基本データ及び付加データに対して所定の信号処理がなされて、再生情報が生成される。この再生装置は、基本データから復調される基本情報及び付加データから復調される付加情報に基づき、再生情報を生成する再生手段を備えている。
【００６７】
基本データは、上述したように、映像データや音声データ等である。そして、付加データは、映像データに基づいて再生される情報の品質、すなわち、映像の画質や音質等を向上させるためのデータである。
【００６８】
また、この再生装置において、付加データとしては、記録媒体から読み出される付加データの他に、外部から入力されるデータをも使用することができる。この場合、この再生装置は、外部情報が入力される外部情報入力手段を備えている。この外部情報入力手段は、例えば、外部情報として使用者の生体情報を取得する生体情報取得装置や、外部情報として周辺環境に関する情報を取得する周辺環境情報取得装置等である。これら生体情報取得装置や周辺環境情報取得装置等は、光センサ、温度センサ、湿度センサ等を有して構成されるものである。
【００６９】
また、外部情報入力手段として、時間を計測し時間情報又は時刻データを出力する時間計測装置を用い、付加データとして、時間データや時刻データを用いることとしてもよい。
【００７０】
これらの場合には、再生手段は、基本情報及び付加情報に基づくとともに、さらに、外部情報入力手段から入力された外部情報、あるいは、時間情報、時刻情報にも基づき、再生情報を生成することとなる。
【００７１】
なお、このディスク状記録媒体において、基本データ及び付加データは、デジタルデータであってもアナログデータであってもよい。
【００７２】
〔再生装置及び再生方法の実施の形態における共通構成〕
本発明に係る再生装置８０は、例えば図１３に示すように、ディスク状記録媒体１を保持して回転操作する回転操作装置２２を有している。この回転操作装置２２は、ディスク状記録媒体１を回転操作するスピンドルモータを有し、スピンドル制御回路２３を介して、システムコントローラ２４によって制御される。
【００７３】
また、この再生装置８０は、ディスク状記録媒体１に対してレーザ光を照射する照射手段として機能する光学ピックアップ装置２５を備えている。この光学ピックアップ装置２５は、図１４に示すように、レーザダイオードからなる光源１０と、この光源１０から発せられるレーザ光束をディスク状記録媒体１上に照射する光学系と、ディスク状記録媒体１に照射されたレーザ光束のディスク状記録媒体１からの反射光を検出する検出手段として機能する第１乃至第３の光検出器１６，２６，２７とを備えて構成されている。
【００７４】
光源１０からの出射光は、コリメータレンズ１１により平行光束となされ、回折格子２８により３本以上の光束に分割されて、ビームスプリッタ１２を経て、対物レンズ１４により、ディスク状記録媒体１の信号記録面上に集光される。そして、このディスク状記録媒体１からの反射光束は、対物レンズ１４を経てビームスプリッタ１２に至り、このビームスプリッタ１２により光源１０に戻る光路より分岐されて、ハーフミラー２９に至る。このハーフミラー２９で分岐された反射光束のうちの一方は、λ／２（二分の一波長）板３０、コリメータレンズ３１を経て、第１の光検出器２７により受光される。この第１の光検出器２７は、ディスク状記録媒体１からの反射光の光量を検出する。この第１の光検出器２７からの出力は、ＲＦ信号となる。ディスク状記録媒体１において、ピットによって記録されたデータや、光透過率、又は、反射率の違いによって記録されたデータは、この第１の光検出器２７からの出力に基づいて読み出すことができる。
【００７５】
また、ハーフミラー２９で分岐された反射光束のうちの他方は、補償板３２、λ／２（二分の一波長）板３３、集光レンズ３４及び円柱（シリンドリカル）レンズ３５を経て、さらに、偏光ビームスプリッタ３６によって分岐されて、第２及び第３の光検出器１６，２６により受光される。これら第２及び第３の光検出器１６，２６からの出力からは、光磁気信号及び種々のエラー信号を生成することができる。すなわち、第２及び第３の光検出器１６，２６からの出力の差は、光磁気信号となる。ディスク状記録媒体１において、光磁気スポットによって記録されたデータは、これら第２の第３の光検出器１６，２６からの出力に基づいて読み出すことができる。
【００７６】
また、第２及び第３の光検出器１６，２６は、中心から放射状に４分割された受光面を有しており、各受光面ごとに独立して出力する。このように４分割された受光面において、中心を介して対向する受光面からの出力同士を加え、これらの和信号同士の差信号をとると、円柱（シリンドリカル）レンズ３５よって生じた非点収支差量を検出することとなり、この信号は、フォーカスエラー信号となる（いわゆる非点収差法）。また、回折格子２８によって分岐されたレーザ光束のそれぞれのディスク状記録媒体１からの反射光束の強度の差信号をとると、トラッキングエラー信号となる（いわゆる３ビーム法）。
【００７７】
第１の光検出器２７からの出力信号は、ディスク状記録媒体１からの反射光の光量を示しており、この信号は、図１３に示すように、ＲＦ回路３７に送られる。
【００７８】
ＲＦ回路３７で増幅された出力は、ＥＦＭ復調回路３８に送られ、ＥＦＭ復調をなされる。このＥＦＭ復調回路３８の出力は、「ＣＩＲＣ」デコード回路３９及びサブコードデコード回路４０に送られる。「ＣＩＲＣ」デコード回路３９において「ＣＩＲＣ」デコード（伸長処理）をなされた信号は、ショックプルーフメモリ４１及びＤ／Ａコンバータ４２を経て、再生手段として機能する再生回路４３に出力される。サブコードデコード回路４０は、サブコードの復調を行い、システムコントローラ２４に送る。
【００７９】
また、光学ピックアップ装置２５は、送り機構４４により、ディスク状記録媒体１の内外周に亘って移動操作される。この送り機構４４は、送り制御回路４５を介して、システムコントローラ２４によって制御される。
【００８０】
さらに、この再生装置８０は、フォーカス制御手段として機能するフォーカス制御回路４６を備えている。このフォーカス制御回路４６は、光学ピックアップ装置２５の光検出器による反射光の検出結果に基づき、システムコントローラ２４によって制御されて、光学ピックアップ装置２５におけるフォーカス調整を行う。このフォーカス調整は、光学ピックアップ装置２５の対物レンズを光軸方向に移動制御することにより、この光学ピックアップ装置２５から出射されるレーザ光束の焦点の位置を、ディスク状記録媒体１の信号記録面に対する所定の位置に位置させる制御である。
【００８１】
また、この再生装置８０は、トラッキング制御手段として機能するトラッキング制御回路４７を備えている。このトラッキング制御回路４７は、光学ピックアップ装置２５の光検出器による反射光の検出結果に基づき、システムコントローラ２４によって制御されて、光学ピックアップ装置２５におけるトラッキング調整を行う。このトラッキング調整は、光学ピックアップ装置２５の対物レンズを光軸に直交する方向（ディスク状記録媒体１の径方向）に移動制御することにより、この光学ピックアップ装置２５から出射されるレーザ光束の焦点の位置を、ディスク状記録媒体１の記録トラック上とする制御である。
【００８２】
なお、システムコントローラ２４には、操作部４８が接続されている。この操作部４８からは、手動操作に基づく操作信号がシステムコントローラ２４に入力される。
【００８３】
また、ＥＦＭ復調回路３８は、第１及び第２の復号手段として機能する。すなわち、ＥＦＭ復調回路３８は、フォーカス制御回路４６が第１のモードを選択しているときに、光検出器による反射光の検出結果に基づいて、基本データから基本情報を復号する第１の復号手段として機能する。また、ＥＦＭ復調回路３８は、フォーカス制御回路４６が第２のモードを選択しているときに、光検出器による反射光の検出結果に基づいて、付加データから付加情報を復号する第２の復号手段として機能する。
【００８４】
そして、再生回路４３は、ＥＦＭ復調回路３８により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、再生情報を生成する。この再生情報は、基本データから再生される基本情報に対して、高品質の情報となっている。
【００８５】
〔再生装置及び再生方法の第１の実施の形態〕
本発明における再生装置は、上述したディスク状記録媒体が装着され、このディスク状記録媒体から情報を再生する装置として構成することができる。すなわち、この実施の形態においては、図１３に示した再生装置８０に、基本データがピットによって記録されている記録層と、この記録層のピットの一部に段状に形成され付加データを記録している段状部とを有するディスク状記録媒体１が装着される。付加データは、段状部に記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射することにより、このレーザ光の反射光に基づいて、読み出される。そして、基本データ及び付加データに基づいて、所定の処理により、基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報である再生情報を生成することができる。
【００８６】
この実施の形態において、フォーカス制御回路４６は、光学ピックアップ装置２５から照射されるレーザ光束をディスク状記録媒体１の記録層上に集光させる第１のモードと、レーザ光束をディスク状記録媒体１の記録層とは異なる位置に集光させる第２のモードとを切り換えることができるようになっている。第２のモードは、第２の光検出器１６からの出力に基づくフォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより、実行することができる。
【００８７】
すなわち、図６に示すように、ディスク状記録媒体１からの反射光束に非点収差を生じさせ、この非点収差の量及び方向を第２の光検出器１６によって検出し、この第２の光検出器１６からの出力に基づくフォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより、ディスク状記録媒体の各記録層の間にレーザ光束を合焦させ、付加データを読み出すことができる。
【００８８】
〔再生装置及び再生方法の第２の実施の形態〕
本発明における再生装置８０は、図１５に示すように、同様の記録層が積層されて構成されたいわゆる２層ディスクから情報を再生する装置として構成することができる。このディスク状記録媒体１の信号記録層は、少なくとも第１の記録層８及び第２の記録層９が積層されて構成され、段状部がこれら第１及び第２の記録層の各ピットの一部に形成され、該第１の記録層８と第２の記録層９との間に合焦されるレーザ光によって、付加データが読み出されるものである。この再生装置８０は、図１３に示したように、回転操作装置２２及び光学ピックアップ装置２５等を備えて構成される。
【００８９】
この実施の形態において、フォーカス制御回路４６は、光学ピックアップ装置２５から照射されるレーザ光束をディスク状記録媒体１のいずれかの記録層上に集光させる第１のモードと、レーザ光束をディスク状記録媒体１の各記録層８，９の間の位置に集光させる第２のモードとを切り換えることができるようになっている。第２のモードは、第２の光検出器１６からの出力に基づくフォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより、実行することができる。
【００９０】
そして、この実施の形態においてＥＦＭ復調回路３８は、第１及び第２の復号手段として機能する。すなわち、ＥＦＭ復調回路３８は、フォーカス制御回路４６が第１のモードを選択しているときに、光検出器による反射光の検出結果に基づいて、基本データから基本情報を復号する第１の復号手段として機能する。また、ＥＦＭ復調回路３８は、フォーカス制御回路４６が第２のモードを選択しているときに、光検出器による反射光の検出結果に基づいて、付加データから付加情報を復号する第２の復号手段として機能する。
【００９１】
そして、再生回路４３は、ＥＦＭ復調回路３８により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、再生情報を生成する。この再生情報は、基本データから再生される基本情報に対して、高品質の情報となっている。
【００９２】
なお、この再生装置８０において、光学ピックアップ装置２５は、図１５に示すように、レーザダイオードからなる光源１０から出射された光束が第１乃至第３のビームスプリッタ４９ａ，４９ｂ，４９ｃを順次透過して、λ／４板１３を経て、三重焦点の対物レンズ１４によってディスク状記録媒体１に照射されるように構成してもよい。この光学ピックアップ装置２５においては、ディスク状記録媒体１からの反射光束のうち、第１の記録層８からの反射光束が第３のビームスプリッタ４９ｃによって分岐されて光検出器５０ａにより受光され、第１及び第２の記録層８，９の間で集光された光束の反射光束が第２のビームスプリッタ４９ｂによって分岐されて光検出器５０ｂにより受光され、第２の記録層９からの反射光束が第１のビームスプリッタ４９ａによって分岐されて光検出器５０ｃにより受光される。
【００９３】
〔再生装置及び再生方法の第３の実施の形態〕
また、本発明における再生装置８０は、上述した基本データが記録されている第１の記録部となる第１の記録層と付加データが記録されている第２の記録部となる第２の記録層とを有するディスク状記録媒体１が装着される再生装置として構成することができる。
【００９４】
このディスク状記録媒体１は、上述したように、基本データが記録されている第１の記録層と、この第１の記録層に積層されて形成され基本データに対する付加情報となる付加データが記録されている第２の記録層とを有し、基本データ及び付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、該基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となるものである。
【００９５】
このディスク状記録媒体１において、第１の記録層には、基本データに対応したピットが形成され、このピットによって基本データが記録されている。この第１の記録層からは、照射した光束の反射光における光量の変化によって、基本データを読み出すことができる。また、このディスク状記録媒体において、第２の記録層には、透過率の変化によって付加データが記録されている。この第２の記録層からは、照射した光束がこの第２の記録層を透過して第１の記録層により反射され再びこの第２の記録層を透過した反射光の光量の変化によって、付加データを読み出すことができる。
【００９６】
この再生装置８０は、図１３に示したように、回転操作装置２２及び光学ピックアップ装置２５等を備えて構成される。
【００９７】
そして、この実施の形態においては、光学ピックアップ装置２５は、ディスク状記録媒体１の第１の記録層から光検出器による反射光の検出結果に基づいて基本データを取得する第１のデータ取得手段及びディスク状記録媒体１の第２の記録層から光検出器による反射光の検出結果に基づいて付加データを取得する第２のデータ取得手段として機能する。
【００９８】
また、この実施の形態においては、ＥＦＭ復調回路３８は、第１のデータ取得手段が取得した基本データから基本情報を復号する第１の復号手段及び第２のデータ取得手段が取得した付加データから付加情報を復号する第２の復号手段として機能する。
【００９９】
そして、再生回路４３は、ＥＦＭ復調回路３８により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、再生情報を生成する。
【０１００】
〔再生装置及び再生方法の第４の実施の形態〕
また、本発明における再生装置８０は、磁性体によって形成され磁化方向の変化によって基本データが記録された第１の記録層と、透過率の変化によって付加データが記録された第２の記録層とを有するディスク状記録媒体１が装着される再生装置として構成することができる。
【０１０１】
このディスク状記録媒体１においては、第１の記録層からは、照射した光束の反射光における偏光方向の変化によって基本データを読み出すことができる。また、このディスク状記録媒体においては、第２の記録層からは、照射した光束の反射光における光量の変化によって付加データを読み出すことができる。
【０１０２】
この再生装置８０は、図１３に示したように、回転操作装置２２及び光学ピックアップ装置２５等を備えて構成される。
【０１０３】
この実施の形態において、光学ピックアップ装置２５における検出部５１は、図１６に示すように、反射光が入射されこの反射光を偏光方向成分に応じて第１の反射光と第２の反射光とに分離させる偏光ビームスプリッタ３６と、第１の反射光の光量を検出する第１の光検出器２６と、第２の反射光の光量を検出する第２の光検出器１６と、第１及び第２の光検出器２６，１６の検出結果を比較する比較器５２とを備えて構成されている。そして、この検出部５１においては、比較器５２による比較結果によって、反射光の偏光方向が検出される。
【０１０４】
また、この実施の形態においては、光学ピックアップ装置２５は、検出部５１による反射光の偏光方向の検出結果に基づいて、基本データを読み出すとともに、検出部５１による反射光の強度の検出結果に基づいて付加データを読み出す。そして、ＥＦＭ復調回路３８は、基本データから基本情報を復号する第１の復号手段及び付加データから付加情報を復号する第２の復号手段として機能する。
【０１０５】
そして、再生回路４３は、ＥＦＭ復調回路３８により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、再生情報を生成する。
【０１０６】
〔再生装置及び再生方法の第５の実施の形態〕
また、本発明における再生装置８０は、ピットによって基本データが記録されるとともに、磁性体によって形成され磁化方向の変化によって付加データが記録された記録トラックを有するディスク状記録媒体１が装着される再生装置として構成することができる。
【０１０７】
このディスク状記録媒体１においては、記録トラックには、ピットによって基本データが記録されているとともに、磁化方向の変化により基本データに対する付加情報となる付加データが記録される。この記録トラックにおいて、付加データは、記録トラック上に形成される略々円形状の光磁気スポットによって記録される。この光磁気スポットは、第１の面積を有するもの及びこの第１の面積よりも狭い第２面積を有するものの少なくとも２種類により構成されている。このディスク状記録媒体においては、基本データ及び付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる。
【０１０８】
この再生装置８０は、図１３に示したように、回転操作装置２２及び光学ピックアップ装置２５等を備えて構成される。
【０１０９】
この実施の形態において、ピットによって記録された基本データは、図１４に示すように、第１の光検出器２７により検出される光量変化によって読み出される。そして、この光学ピックアップ装置２５における検出部５１は、図１６に示すように、反射光が入射されこの反射光を偏光方向成分に応じて第１の反射光と第２の反射光とに分離させる偏光ビームスプリッタ３６と、第１の反射光の光量を検出する第１の光検出器２６と、第２の反射光の光量を検出する第２の光検出器１６と、第１及び第２の光検出器２６，１６の検出結果を比較する比較器５２とを備えて構成されている。そして、この検出部５１においては、比較器５２による比較結果によって、反射光の偏光方向が検出されるとともに、さらに、光磁気スポットの面積が判別される。検出部５１における光磁気スポットの面積の判別は、比較器５２による比較結果に基づく第１及び第２の光検出器２６，１６の検出結果の比率を検出することにより行われる。
【０１１０】
また、この実施の形態においては、光学ピックアップ装置２５は、検出部５１による反射光の強度の検出結果に基づいて、基本データを読み出すとともに、検出部５１による反射光の偏光方向及び光磁気スポットの面積の検出結果に基づいて付加データを読み出す。そして、ＥＦＭ復調回路３８は、基本データから基本情報を復号する第１の復号手段及び付加データから付加情報を復号する第２の復号手段として機能する。
【０１１１】
そして、再生回路４３は、ＥＦＭ復調回路３８により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、再生情報を生成する。
【０１１２】
〔ディスク状記録媒体製造装置の実施の形態〕
そして、本発明におけるディスク状記録媒体製造装置９０は、図１７に示すように、基本データがピットによって記録されるとともにこのピットの一部に形成される段状部によって付加データが記録されるディスク状記録媒体の製造のためのマスタディスク１ａを製造する装置である。
【０１１３】
このディスク状記録媒体は、基本データ及び付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、基本データから生成される基本情報に対してより高品質な情報となるものである。
【０１１４】
このディスク状記録媒体製造装置９０においては、基本情報は、符号化手段として機能する第１のデジタルデータ入力部５３において、符号化される。また、この記録装置においては、付加情報は、符号化手段として機能する第２のデジタルデータ入力部５４において、符号化される。ここで、第２のデジタルデータ入力部５４においては、後述するクラス分類適応処理により、付加データを生成することとしてもよい。この「クラス分類適応処理」は、後述するプロセッシング部のような回路によって行うことができる。なお、付加データをアナログ信号、若しくは、アナログ量を示す第３のデジタルデータとする場合には、この付加データは、アナログデータ入力部５５を介して、外部より入力される。
【０１１５】
第１及び第２のデジタルデータ入力部５３，５４からの出力は、誤り訂正符号化回路５６に送られる。この誤り訂正符号化回路５６にて誤り訂正された符号化信号は、ＥＦＭ変調回路５７に送られ、ＥＦＭ変調をなされ、サブコーディング回路５８に送られる。このサブコーディング回路５８においてサブコードを付された基本データ及び付加データは、合成データ生成手段として機能する合成デジタルデータ生成部５９に送られる。この合成デジタルデータ生成部５９は、基本データと、付加データとを合成して、合成データを生成する。
【０１１６】
また、サブコーディング回路５８の出力データは、再生時ＲＦ信号生成回路６０に送られる。この再生時ＲＦ信号生成回路６０は、反射光演算部となる。この再生時ＲＦ信号生成回路６０は、基本データをディスク状記録媒体の記録層にピットによって記録する場合のピットの形状を演算するとともに、記録層に形成される段状部によって付加データを記録する場合の該段状部の形状を演算し、さらに、これら演算結果に基づいて、ピット及び段状部が形成された記録層に対して記録層とは異なる位置に合焦するレーザ光束を照射した場合の反射光束の状態を演算する。
【０１１７】
再生時ＲＦ信号生成回路６０が演算した結果は、比較手段として機能する比較部６１に送られる。この比較部６１は、再生時ＲＦ信号生成回路６０により演算された反射光束から読み出されるデータと付加データとを比較する。
【０１１８】
この比較部６１による比較結果は、ランドグルーブ高さ調整部６２に送られる。ここでは、ランドグルーブ高さ調整部６２は、付加データを制御する付加データ制御手段としての役割をもつ。ランドグルーブ高さ調整部６２は、比較部６１による比較結果に基づいて、合成デジタルデータ生成部５９における付加データを制御して、段状部の形状を修正し、再生時ＲＦ信号生成回路６０により演算される反射光束から読み出されるデータと付加データとを一致させる。
【０１１９】
合成デジタルデータ生成部５９の出力は、光学ピックアップ装置２５に送られる。光学ピックアップ装置２５は、合成データ生成手段により生成された合成データに基づいて、マスタディスク１ａの記録層にピット及び段状部を形成する記録手段として機能する。すなわち、光学ピックアップ装置２５は、マスタディスク１ａの記録層に、合成データに基づくピット及び段状部を形成する。
【０１２０】
このディスク状記録媒体製造装置９０においては、光学ピックアップ装置２５は、図１８に示すように、必要な光出力を得るために、外部レーザ発振器（例えば、Ｈｅ−ＣｄレーザやＡｒガスレーザなど）６３及び光変調部６４を有する。外部レーザ発振器６３から出力されたレーザ光束は、合成データに基づいて制御される光変調部６４を経て、光学ピックアップ装置２５内の光学系２５ａに入射され、マスタディスク１ａの記録層上に集光される。
【０１２１】
このディスク状記録媒体製造装置９０は、マスタディスク１ａを保持して回転操作する回転操作装置２２を有している。この回転操作装置２２は、マスタディスク１ａを回転操作するスピンドルモータを有し、スピンドル制御回路２３を介して、システムコントローラ２４によって制御される。
【０１２２】
また、光学ピックアップ装置２５は、図示しない送り機構により、マスタディスク１ａの内外周に亘って移動操作される。この送り機構は、送り制御回路を介して、システムコントローラ２４によって制御される。
【０１２３】
さらに、このディスク状記録媒体製造装置９０は、フォーカス制御回路４６を備えている。このフォーカス制御回路４６は、光学ピックアップ装置２５の光検出器による反射光の検出結果に基づき、システムコントローラ２４によって制御されて、光学ピックアップ装置２５におけるフォーカス調整を行う。このフォーカス調整は、光学ピックアップ装置２５の対物レンズを光軸方向に移動制御することにより、この光学ピックアップ装置２５から出射されるレーザ光束の焦点の位置を、マスタディスク１ａの信号記録面に対する所定の位置に位置させる制御である。
【０１２４】
また、このディスク状記録媒体製造装置９０は、トラッキング制御回路４７を備えている。このトラッキング制御回路４７は、光学ピックアップ装置２５の光検出器による反射光の検出結果に基づき、システムコントローラ２４によって制御されて、光学ピックアップ装置２５におけるトラッキング調整を行う。このトラッキング調整は、光学ピックアップ装置２５の対物レンズを光軸に直交する方向（マスタディスク１ａの径方向）に移動制御することにより、この光学ピックアップ装置２５から出射されるレーザ光束の焦点の位置を、マスタディスク１ａの記録トラック上とする制御である。
【０１２５】
なお、２層ディスク用のマスタディスクを製造する場合においては、再生時ＲＦ信号生成回路６０は、記録層は少なくとも第１の記録層及び第２の記録層が積層されているものとし、レーザ光束がこれら第１及び第２の記録層の間に合焦するものとして演算を行う。そして、光学ピックアップ装置２５は、マスタディスクの第１の記録層に、この第１の記録層に形成されるべきピット及び段状部を形成し、マスタディスクの第２の記録層に、この第２の記録層に形成されるべきピット及び段状部を形成する。
【０１２６】
〔記録装置の実施の形態〕
また、本発明における記録装置９５は、基本データが記録される第１の記録層と付加データが記録される第２の記録層とを有するディスク状記録媒体１に対して、各データを記録する装置として構成することができ、基本的に、上述した図１７に示したディスク状記録媒体製造装置９０と同様に構成される。
【０１２７】
基本データ及び付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、基本データから生成される基本情報に対してより高品質な情報となるものである。
【０１２８】
この記録装置９５においては、図１９に示すように、基本情報は、符号化手段として機能する第１層記録用デジタルデータ入力部５３において、符号化される。また、この記録装置においては、付加データ（第２層記録用信号）は、アナログデータ入力部５５を介して、外部より入力される。
【０１２９】
第１層記録用デジタルデータ入力部５３からの出力は、誤り訂正符号化回路５６に送られる。この誤り訂正符号化回路５６にて誤り訂正された符号化信号は、ＥＦＭ変調回路５７に送られ、ＥＦＭ変調をなされ、サブコーディング回路５８に送られる。このサブコーディング回路５８においてサブコードを付されたデータが、基本データ（第１層記録用信号）となる。
【０１３０】
なお、付加データ（第２層記録用信号）は、基本データと同様の符号化回路を経てデジタル信号化されるものとしてもよい。
【０１３１】
基本データは、第１の記録手段として機能する光学ピックアップ装置２５に送られる。この光学ピックアップ装置２５は、ディスク状記録媒体１の第１の記録層に対して光束を照射して、この第１の記録層に基本データを記録する。すなわち、光学ピックアップ装置２５は、第１の記録層に対し、この第１の記録層上に形成される記録トラックに沿って、所定長のチャンネルビットを有するデジタルデータとして基本データを記録する。
【０１３２】
ここで、光学ピックアップ装置２５による第１の記録層に対する基本データの記録は、第１の記録層の磁化方向を変化させることによってもよく、また、この第１の記録層上にピットを形成することによってもよい。
【０１３３】
そして、付加データは、第２の記録手段として機能する光学ピックアップ装置２５に送られる。この光学ピックアップ装置２５は、ディスク状記録媒体１の第２の記録層に対して光束を照射して、この第２の記録層に付加データを記録する。光学ピックアップ装置２５は、第２の記録層に対し、この第２の記録層上に形成される記録トラックに沿って、アナログデータ、又は、基本データのチャンネルビットよりも短い所定長のチャンネルビットを有するデジタルデータとして、付加データを記録する。
【０１３４】
ここで、光学ピックアップ装置２５による第２の記録層に対する付加データの記録は、第１の記録層に対する基本データの記録がピットの形成による場合には、第２の記録層の磁化方向を変化させることによってもよく、また、この第２の記録層の透過率を変化させることによってもよい。
【０１３５】
第２の記録層の磁化方向を変化させることにより付加データを記録する場合において、光学ピックアップ装置２５は、光出力を調整することにより、第２の記録層に対して、少なくとも２種類の異なる面積を有する光磁気スポットを用いて付加データを記録することができる。
【０１３６】
そして、第２の記録層に対する付加データの記録は、第１の記録層に対する基本データの記録が磁化方向の変化による場合には、第２の記録層の透過率を変化させることによるとよい。この場合には、第２の記録層は、有機色素を含んで構成されたもの、あるいは、結晶を含んだものとし、付加データに対応して、明部（透過率が高い部分）及び暗部（透過率が低い部分）が形成される。
【０１３７】
〔半導体装置の第１の実施の形態〕
本発明における記録媒体は、半導体装置として構成することもできる。この半導体装置８５は、図２０に示すように、データ記録部６５とプロセッシング部６６とを有して構成されている。データ記録部６５は、複数のデータ記録部からなる。すなわち、データ記録部６５は、入力部から入力された基本情報を記録する基本データ記録部６７と、基本情報に対する付加情報となる付加データが記録された付加データ記録部６８と、プロセッシング部６６により符号化された演算データを記録する演算データ記録部６９とを有する。
【０１３８】
この半導体装置８５においては、入力部７０から基本情報が入力され、基本データとして基本データ記録部６７に記録される。プロセッシング部６６は、基本データと、付加データ記録部６８に記録された付加データとに基づいて、所定の信号処理を行う。プロセッシング部６６における付加データの選択及び信号処理の選択は、外部選択入力部７１から入力される外部選択信号に応じて、付加情報選択部７２及び信号処理選択部７３を介して制御される。
【０１３９】
プロセッシング部６６は、後述する「クラス分類適応処理」を行う回路であり、図２１に示すように、基本データが入力されてブロック化するブロック化回路７４を有する。このブロック化回路７４から出力されるブロック化された基本データは、クラス分類回路７５に送られるとともに、第１、第２乃至第ｎの演算回路７６ａ，７６ｂ，・・・７６ｎに送られる。クラス分類回路７５は、ブロック化されて送られた基本データをクラス分類して、その結果によってデータ記録部６５の付加データ記録部６８を制御する。この付加データ記録部６８からは、クラス分類回路７５による制御及び外部選択信号に応じた付加情報選択部７２の制御に従って、所定の付加データを各演算回路７６ａ，７６ｂ，・・・７６ｎに送る。各演算回路７６ａ，７６ｂ，・・・７６ｎのうちの外部選択信号に応じて信号処理選択部７３が選択した演算回路は、送られているブロック化された基本データについて、送られた付加データを係数として演算を行い、演算データとしてデータ記録部６５の演算データ記録部６９に送る。
【０１４０】
この演算データ記録部６９に蓄積された演算データは、この演算データ記録部６９に接続された出力部７７ａを介して、適宜外部に出力される。
【０１４１】
すなわち、「クラス分類適応処理」は、ブロック化した基本データをクラス分類し、この分類されたクラスに応じた付加データを係数として用いて処理するものであるが、この内容についてはさらに後述する。このようにしてプロセッシング部６６より出力された演算データは、基本情報に対して、より高品質な情報に対応したデータとなっている。
【０１４２】
この半導体装置８５において、基本情報は、上述したディスク状記録媒体等と同じく、映像情報とすることができる。そして、この場合において、演算データは、基本情報よりも高解像度を有し、又は、階調特性が向上された映像情報に対応したデータとすることができる。また、演算データは、基本情報よりもノイズが除去された映像情報に対応したデータとすることができる。さらに、演算データは、基本情報よりも時間的解像度が向上された映像情報に対応したデータとすることができる。例えば、映像信号を高解像度化する場合には、外部選択入力部７１に対する入力情報に応じて、解像度が選択される。付加データは、これらの機能に対応したものが用いられる。
【０１４３】
また、プロセッシング部６６は、基本データの所定の特徴を検出して付加データを選択する回路とすることができる。この場合に、プロセッシング部６６が検出する基本データの特徴としては、例えば、画像の動き量がある。そして、プロセッシング部は、画像の動き量対応する係数を読み出すことができる。
【０１４４】
そして、演算データは、外部の加振器によって生じさせる振動に関する情報に対応したデータとすることができる。また、演算データは、外部の音響再生装置によって再生する音響の音量に関する情報に対応したデータとすることができる。さらに、演算データは、外部の送風機によって行う送風に関する情報に対応したデータとすることができる。すなわち、プロセッシング部６６における信号処理は、様々なアプリケーションに応じて、異なる形態とすることができる。
【０１４５】
〔半導体装置の第２の実施の形態〕
また、この半導体装置８５は、図２２に示すように、データ記録部６５、プロセッシング部６６及び基本データが入力される入力部７０を有し、プロセッシング部６６における演算処理によって得られた演算データを直接外部に出力する出力部７７ｂを有するものとして構成してもよい。また、入力部７０には、既に符号化された基本データが外部から入力されることとしてもよいし、この入力部７０の前段に基本情報を符号化して基本データとする符号化手段を有していてもよい。
【０１４６】
この場合には、プロセッシング部６６における演算処理によって得られた演算データは、演算データ記録部６９に蓄積されることなく、出力部７７ｂを介して、外部に出力される。すなわち、この半導体装置８５においては、プロセッシング部６６における演算処理は、演算データが必要なときに、この演算データを出力する直前に行われることになる。その他の動作、内容は、上述した半導体装置の第１の実施の形態と同様である。
【０１４７】
〔クラス分類適応処理について〕
上述の再生装置８０や半導体装置８５において行われる「クラス分類適応処理」の内容について、以下に説明する。以下の説明では、「クラス分類適応処理」の内容を明らかにするため、この「クラス分類適応処理」を映像信号について行う例について説明する。以下の説明においては、ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号が本発明における基本データに対応し、このＳＤ信号を付加データを用いてＳＤ信号よりも高品質なＨＤ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号とする処理を「クラス分類適応処理」で行っているものである。
【０１４８】
基本データは、記録媒体に記録されこの記録媒体から読み出したデータを用いる。以下の説明では、係数データは係数生成回路により生成しているが、本発明においては、係数データは、予め係数生成回路により生成され記録媒体に付加データとして記録しておいたものを読み出して用いる。
【０１４９】
なお、本発明においても、基本データを記録媒体に記録しておくとともに、後述する「係数種データ」を付加データとして記録媒体に記録しておき、係数データは再生操作のときにこの「係数種データ」（付加データ）から生成することとしてもよい。
【０１５０】
この「クラス分類適応処理」について、ＳＤ信号のＨＤ信号への変換を例に説明する。この「クラス分類適応処理」は、図２３に示すように、ＳＤ信号より選択的に取り出されたＨＤ信号の注目画素に対応するタップの画素データより空間クラスや動きクラスを検出し、当該ＨＤ信号の注目画素のクラスを示すクラスコードＣＬを得て、各クラスの付加データを生成し、データ記録部６５に含まれる係数メモリ６８に格納するものである。この係数メモリ６８は、付加データ記録部６８に相当するものである。
【０１５１】
そして、演算回路１２７で、タップ選択回路１２１でＳＤ信号より選択的に取り出された、ＨＤ信号の注目画素に対応するタップのデータｘｉと、係数メモリ６８よりクラスコードＣＬで読み出された付加データＷｉとから、推定式を使用して、ＨＤ信号の注目画素の画素データを演算するものである。なお、メモリバンク１３５には、各クラスの係数種データが格納されている。
【０１５２】
以下、図面を参照しながら、この「クラス分類適応処理」について説明する。図２３に示すように、この「クラス分類適応処理」を行う再生装置１００は、記録媒体から読み取られた基本データとなるＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号としての５２５ｉ信号を得、この５２５ｉ信号をＨＤ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号としての５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号に変換し、その５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【０１５３】
ここで、５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の映像信号を意味し、５２５ｐ信号は、ライン数が５２５本でプログレッシブ方式（ノンインタレース方式）の映像信号を意味し、さらに１０５０ｉ信号はライン数が１０５０本でインタレース方式の映像信号を意味している。
【０１５４】
再生装置１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１を有している。
【０１５５】
また、再生装置１００は、ＳＤ信号Ｖａ（５２５ｉ信号）が入力される入力部１０７と、このＳＤ信号Ｖａが入力部７０を介して入力され、このＳＤ信号Ｖａを一時的に保存するための基本データ記録部６７に相当するバッファメモリ６７とを有している。また、再生装置１００は、バッファメモリ６７に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に変換するプロセッシング部６６を有し、このプロセッシング部６６より出力部７７ｂを介して出力されるＨＤ信号による画像をディスプレイ部１１１に表示する。このディスプレイ部１１１としては、例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ　ｔｕｂｅ）ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｄｉｓｐｌａｙ）等のフラットパネルディスプレイで構成されているものを用いる。
【０１５６】
入力部１０７より入力されたＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ６７に記憶されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ６７に一時的に保存されたＳＤ信号は、プロセッシング部６６に供給され、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、プロセッシング部６６では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。このプロセッシング部６６より出力されるＨＤ信号がディスプレイ部１１１に供給され、ディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【０１５７】
次に、図２３において、プロセッシング部６６の詳細を説明する。このプロセッシング部６６は、バッファメモリ６７に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号又は５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【０１５８】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出するものである。
【０１５９】
なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【０１６０】
図２４は、５２５ｉ信号及び５２５ｐ信号の、あるフレーム（Ｆ）の奇数（ｏ）フィールドの画素位置関係を示している。大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さいドットが出力される５２５ｐ信号の画素である。偶数（ｅ）フィールドでは、５２５ｉ信号のラインが空間的に０．５ラインずれたものとなる。図２４から分かるように、５２５ｐ信号の画素データとしては、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とが存在する。また、５２５ｐ信号の各ラインの画素数は、５２５ｉ信号の各ラインの画素数の２倍である。
【０１６１】
図２５は、５２５ｉ信号及び１０５０ｉ信号のあるフレーム（Ｆ）の画素位置関係を示すものであり、奇数（ｏ）フィールドの画素位置を実線で示し、偶数（ｅ）フィールドの画素位置を破線で示している。大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さいドットが出力される１０５０ｉ信号の画素である。図２５から分かるように、１０５０ｉ信号の画素データとしては、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とが存在する。ここで、Ｌ１，Ｌ２は奇数フィールドのラインデータ、Ｌ１′，Ｌ２′は偶数フィールドのラインデータである。また、１０５０ｉ信号の各ラインの画素数は、５２５ｉ信号の各ラインの画素数の２倍である。
【０１６２】
図２６及び図２７は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図２６及び図２７は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【０１６３】
図２６に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１０である。
【０１６４】
図２７に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９と、さらに前のＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１０である。
【０１６５】
なお、ラインデータＬ１を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ９を予測タップとして選択しないようにし、一方、ラインデータＬ２を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ４を予測タップとして選択しないようにしてもよい。
【０１６６】
図２８及び図２９は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図２８及び図２９は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【０１６７】
図２８に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８である。
【０１６８】
図２９に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８である。
【０１６９】
なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ６を予測タップとして選択しないようにし、一方、ラインデータＬ２，Ｌ２′を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ３を予測タップとして選択しないようにしてもよい。
【０１７０】
さらに、図２６乃至図２９に示すように、複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水平方向の一又は複数のＳＤ画素を、予測タップとして選択するようにしてもよい。
【０１７１】
図３０及び図３１は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図３０及び図３１は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【０１７２】
図３０に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。
【０１７３】
図３１に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。
【０１７４】
なお、ラインデータＬ１を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択しないようにし、一方、ラインデータＬ２を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ６を空間クラスタップとして選択しないようにしてもよい。
【０１７５】
図３２及び図３３は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図３２及び図３３は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【０１７６】
図３２に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７である。
【０１７７】
図３３に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの空間クラスタップは、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７である。
【０１７８】
なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択しないようにし、一方、ラインデータＬ２，Ｌ２′を予測する際には、ＳＤ画素Ｔ４を空間クラスタップとして選択しないようにしてもよい。
【０１７９】
さらに、図３０乃至図３３に示すように、複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水平方向の一又は複数のＳＤ画素を、空間クラスタップとして選択するようにしてもよい。
【０１８０】
図３４は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図３４は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆの奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。図３４に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。
【０１８１】
図３５は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図３５は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆの奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。図３５に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。
【０１８２】
図２３に戻って、また、プロセッシング部６６は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【０１８３】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、「ＡＤＲＣ」（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｄｉｎｇ）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、「ＡＤＲＣ」以外に「ＤＰＣＭ」（予測符号化）、「ＶＱ」（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【０１８４】
本来、「ＡＤＲＣ」は、ＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ　Ｔａｐｅ　Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。「ＡＤＲＣ」を使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードＱｉが得られる。ただし、（１）式において、〔　〕は切捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
【０１８５】
Ｑｉ＝〔（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２Ｐ／ＤＲ〕　・・・（１）
また、プロセッシング部６６は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【０１８６】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対して閾値処理が行われて、動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【０１８７】
【数１】

【０１８８】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個又は複数個の閾値と比較されて、動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個の閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときは、ＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときは、ＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときは、ＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときは、ＭＶ＝３とされる。
【０１８９】
また、プロセッシング部６６は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【０１９０】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、Ｐは「ＡＤＲＣ」における再量子化ビット数を示している。
【０１９１】
【数２】

【０１９２】
また、プロセッシング部６６は、レジスタ１３０〜１３３と、係数メモリ６８とを有している。後述する線順次変換回路１２９は、５２５ｐ信号を出力する場合と、１０５０ｉ信号を出力する場合とで、その動作を切り換える必要がある。レジスタ１３０は、線順次変換回路１２９の動作を指定する動作指定情報を格納するものである。線順次変換回路１２９は、レジスタ１３０より供給される動作指定情報に従った動作をする。
【０１９３】
レジスタ１３１は、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップのタップ位置情報を格納するものである。第１のタップ選択回路１２１は、レジスタ１３１より供給されるタップ位置情報に従って予測タップを選択する。タップ位置情報は、例えば選択される可能性のある複数のＳＤ画素に対して番号付けを行い、選択するＳＤ画素の番号を指定するものである。以下のタップ位置情報においても同様である。
【０１９４】
レジスタ１３２は、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップのタップ位置情報を格納するものである。第２のタップ選択回路１２２は、レジスタ１３２より供給されるタップ位置情報に従って空間クラスタップを選択する。
【０１９５】
ここで、レジスタ１３２には、動きが比較的小さい場合のタップ位置情報Ａと、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報Ｂとが格納される。これらタップ位置情報Ａ，Ｂのいずれを第２のタップ選択回路１２２に供給するかは、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶによって選択される。
【０１９６】
すなわち、動きがないか、あるいは動きが小さいためにＭＶ＝０又はＭＶ＝１であるときは、タップ位置情報Ａが第２のタップ選択回路１２２に供給され、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップは、図３０乃至図３３に示すように、複数フィールドに跨るものとされる。また、動きが比較的大きいためにＭＶ＝２又はＭＶ＝３であるときは、タップ位置情報Ｂが第２のタップ選択回路１２２に供給され、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップは、図示せずも、作成すべき画素と同一フィールド内のＳＤ画素のみとされる。
【０１９７】
なお、上述したレジスタ１３１にも動きが比較的小さい場合のタップ位置情報と、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報が格納されるようにし、第１のタップ選択回路１２１に供給されるタップ位置情報が動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶによって選択されるようにしてもよい。
【０１９８】
レジスタ１３３は、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップのタップ位置情報を格納するものである。第３のタップ選択回路１２３は、レジスタ１３３より供給されるタップ位置情報に従って動きクラスタップを選択する。
【０１９９】
さらに、係数メモリ６８は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の付加データを、クラス毎に、格納するものである。この付加データは、ＳＤ信号としての５２５ｉ信号を、ＨＤ信号としての５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号に変換するための情報である。
【０２００】
係数メモリ６８には、上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この係数メモリ６８からはクラスコードＣＬに対応した付加データが読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【０２０１】
また、プロセッシング部６６は、情報メモリバンク１３５を有している。この情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３０に格納するための動作指定情報と、レジスタ１３１〜１３３に格納するためのタップ位置情報が予め蓄えられている。
【０２０２】
ここで、レジスタ１３０に格納するための動作指定情報として、情報メモリバンク１３５には、線順次変換回路１２９を５２５ｐ信号を出力するように動作させるための第１の動作指定情報と、線順次変換回路１２９を１０５０ｉ信号を出力するように動作させるための第２の動作指定情報とが予め蓄えられている。
【０２０３】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３１に格納するための予測タップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３１には、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタップ位置情報又は第２のタップ位置情報がロードされる。
【０２０４】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３２に格納するための空間クラスタップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。なお、第１及び第２のタップ位置情報は、それぞれ動きが比較的小さい場合のタップ位置情報と、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報とからなっている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３２には、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタップ位置情報又は第２のタップ位置情報がロードされる。
【０２０５】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３３に格納するための動きクラスタップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３３には、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタップ位置情報又は第２のタップ位置情報がロードされる。
【０２０６】
また、情報メモリバンク１３５には、第１及び第２の変換方法のそれぞれに対応した各クラスの係数種データが予め蓄えられている。この係数種データは、上述した係数メモリ６８に格納するための付加データを生成するための生成式の付加データである。
【０２０７】
後述する推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ６８より読み出される付加データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップが、図２４及び図２７に示すように１０個であるとき、（４）式におけるｎは１０となる。
【０２０８】
【数３】

【０２０９】
そして、この推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、（５）式に示すように、外部から入力され、あるいは、予め設定されたパラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成される。情報メモリバンク１３５には、この生成式の付加データである係数種データｗ１０〜ｗｎ９が、変換方法毎かつクラス毎に、記憶されている。この係数種データの生成方法については後述する。
【０２１０】
【数４】

【０２１１】
また、プロセッシング部６６は、各クラスの係数種データ及びパラメータｈ，ｖの値とを用い、（５）式によって、クラス毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する係数生成回路１３６を有している。この係数生成回路１３６には、情報メモリバンク１３５より、上述した変換方法の選択情報に従って第１の変換方法又は第２の変換方法に対応した各クラスの係数種データがロードされる。また、この係数生成回路１３６には、システムコントローラ１０１より、パラメータｈ，ｖの値が供給される。
【０２１２】
この係数生成回路１３６で生成される各クラスの付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、上述した係数メモリ６８に格納される。この係数生成回路１３６における各クラスの付加データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、パラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ６８に格納される各クラスの付加データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、解像度の調整がスムーズに行われる。
【０２１３】
また、プロセッシング部６６は、係数生成回路１３６で生成される各クラスの付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（６）式によって、演算する正規化係数生成回路１３７と、ここで生成された正規化係数Ｓを、クラス毎に格納する正規化係数メモリ１３８を有している。正規化係数メモリ１３８には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【０２１４】
【数５】

【０２１５】
また、プロセッシング部６６は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ６８より読み出される付加データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【０２１６】
この推定予測演算回路１２７では、５２５ｐ信号を出力する場合、上述した図２４に示すように、奇数（ｏ）フィールド及び偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とを生成し、また各ラインの画素数を２倍とする必要がある。また、この推定予測演算回路１２７では、１０５０ｉ信号を出力する場合、上述した図２５に示すように、奇数（ｏ）フィールド及び偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とを生成し、また各ラインの画素数を２倍とする必要がある。
【０２１７】
従って、推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する４画素のデータが同時的に生成される。例えば、４画素のデータはそれぞれ付加データを異にする推定式を使用して同時的に生成されるものであり、係数メモリ６８からはそれぞれの推定式の付加データが供給される。ここで、推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ６８より読み出される付加データＷｉとから、上述の（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。
【０２１８】
また、プロセッシング部６６は、推定予測演算回路１２７より出力されるラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する各ＨＤ画素データｙを、正規化係数メモリ１３８より読み出され、それぞれの生成に使用された付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で係数種データより生成式で推定式の付加データを求めるものであるが、生成される付加データは丸め誤差を含み、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算されるＨＤ画素データｙは、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【０２１９】
また、プロセッシング部６６は、水平周期を１／２倍とするライン倍速処理を行って、推定予測演算回路１２７より正規化演算回路１２８を介して供給されるラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を線順次化する線順次変換回路１２９を有している。
【０２２０】
図３６は、５２５ｐ信号を出力する場合のライン倍速処理をアナログ波形を用いて示すものである。上述したように、推定予測演算回路１２７によってラインデータＬ１，Ｌ２が生成される。ラインデータＬ１には順にａ１，ａ２，ａ３，・・・のラインが含まれ、ラインデータＬ２には順にｂ１，ｂ２，ｂ３，・・・のラインが含まれる。線順次変換回路１２９は、各ラインのデータを時間軸方向に１／２に圧縮し、圧縮されたデータを交互に選択することによって、線順次出力ａ０，ｂ０，ａ１，ｂ１，・・・を形成する。
【０２２１】
なお、１０５０ｉ信号を出力する場合には、奇数フィールド及び偶数フィールドでインタレース関係を満たすように、線順次変換回路１２９が線順次出力を発生する。したがって、線順次変換回路１２９は、５２５ｐ信号を出力する場合と、１０５０ｉ信号を出力する場合とで、その動作を切り換える必要がある。その動作指定情報は、上述したようにレジスタ１３０より供給される。
【０２２２】
次に、図２３によりプロセッシング部６６の動作を説明する。
【０２２３】
バッファメモリ６７に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第２のタップ選択回路１２２では、レジスタ１３２より供給される、予め選択された変換方法、及び動きクラス検出回路１２５で検出される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０２２４】
この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが得られる（（１）式参照）。
【０２２５】
また、バッファメモリ６７に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ選択回路１２３では、レジスタ１３３より供給される、予め選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０２２６】
この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０２２７】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードＱｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードＱｉとから、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ６８及び正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【０２２８】
係数メモリ６８には、例えば各垂直ブランキング期間に、予め設定されたパラメータｈ，ｖの値及び変換方法に対応した各クラスの推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が係数生成回路１３６で生成されて格納される。また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数生成回路１３６で生成された各クラスの付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数生成回路１３７で生成されて格納される。
【０２２９】
係数メモリ６８に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ６８からクラスコードＣＬに対応した付加データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。また、バッファメモリ６７に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選択回路１２１で、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ選択回路１２１では、レジスタ１３１より供給される、予め選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【０２３０】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ６８より読み出される付加データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙが演算される（（４）式参照）。この場合、ＨＤ信号を構成する４画素のデータが同時的に生成される。
【０２３１】
これにより、５２５ｐ信号を出力する第１の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィールド及び偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とが生成される（図２４参照）。また、１０５０ｉ信号を出力する第２の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィールド及び偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とが生成される（図２５参照）。
【０２３２】
このように、推定予測演算回路１２７で生成されたラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）は、正規化演算回路１２８に供給される。正規化係数メモリ１３８に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この正規化係数メモリ１３８からクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する各ＨＤ画素データｙの生成に使用された付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する各ＨＤ画素データｙがそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、係数種データを用いて生成式（（５）式参照）で推定式（（４）式参照）の付加データを求める際の丸め誤差による注目点の情報データのレベル変動が除去される。
【０２３３】
このように正規化演算回路１２８で正規化されたラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）は、線順次変換回路１２９に供給される。そして、この線順次変換回路１２９では、ラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）が線順次化されてＨＤ信号が生成される。この場合、線順次変換回路１２９は、レジスタ１３０より供給される、予め選択された変換方法に対応した動作指示情報に従った動作をする。そのため、第１の変換方法（５２５ｐ）が選択されているときは、線順次変換回路１２９より５２５ｐ信号が出力される。一方、第２の変換方法（１０５０ｉ）が選択されているときは、線順次変換回路１２９より１０５０ｉ信号が出力される。
【０２３４】
上述したように、係数生成回路１３６で、情報メモリバンク１３５よりロードされる係数種データを用いて、クラス毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が生成され、これが係数メモリ６８に格納される。そして、この係数メモリ６８より、クラスコードＣＬに対応して読み出される付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。したがって、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平及び垂直の画質を調整することができる。なお、この場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した各クラスの付加データをその都度係数生成回路１３６で生成して使用するものであり、大量の付加データを格納しておくメモリを必要としない。
【０２３５】
上述したように、情報メモリバンク１３５には、係数種データが、変換方法毎かつクラス毎に、記憶されている。この係数種データは、予め学習によって生成されたものである。
【０２３６】
まず、この生成方法の一例について説明する。（５）式の生成式における付加データである係数種データｗ１０〜ｗｎ９を求める例を示すものとする。
【０２３７】
ここで、以下の説明のため、（７）式のように、ｔｉ（ｉ＝０〜９）を定義する。
【０２３８】
ｔ０＝１，ｔ１＝ｖ，ｔ２＝ｈ，ｔ３＝ｖ２，ｔ４＝ｖｈ，ｔ５＝ｈ２，ｔ６＝ｖ３，ｔ７＝ｖ２ｈ，ｔ８＝ｖｈ２，ｔ９＝ｈ３・・・（７）
この（７）式を用いると、（５）式は、（８）式のように書き換えられる。
【０２３９】
【数６】

【０２４０】
最終的に、学習によって未定係数ｗｘｙを求める。すなわち、変換方法毎かつクラス毎に、複数のＳＤ画素データとＨＤ画素データを用いて、二乗誤差を最小にする係数値を決定する。いわゆる最小二乗法による解法である。学習数をｍ、ｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目の学習データにおける残差をｅｋ、二乗誤差の総和をＥとすると、（４）式及び（５）式を用いて、Ｅは（９）式で表される。ここで、ｘｉｋはＳＤ画像のｉ番目の予測タップ位置におけるｋ番目の画素データ、ｙｋはそれに対応するｋ番目のＨＤ画像の画素データを表している。
【０２４１】
【数７】

【０２４２】
最小二乗法による解法では、（９）式のｗｘｙによる偏微分が０になるようなｗｘｙを求める。これは、（１０）式で示される。
【０２４３】
【数８】

【０２４４】
以下、（１１）式、（１２）式のように、Ｘｉｐｊｑ、Ｙｉｐを定義すると、（１０）式は、行列を用いて（１３）式のように書き換えられる。
【０２４５】
【数９】

【０２４６】
【数１０】

【０２４７】
この方程式は、一般に正規方程式と呼ばれている。この正規方程式は、掃き出し法（Ｇａｕｓｓ−Ｊｏｒｄａｎの消去法）等を用いて、ｗｘｙについて解かれ、係数種データが算出される。
【０２４８】
図３７は、上述した係数種データの生成方法の概念を示している。ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成している。このようにして生成した複数のＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って係数種データを生成する。
【０２４９】
図３８は、上述した概念で係数種データを生成する係数種データ生成装置１５０の構成を示している。
【０２５０】
この係数種データ生成装置１５０は、教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号／１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対して水平及び垂直の間引き処理を行って、入力信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。
【０２５１】
このＳＤ信号生成回路１５２には、変換方法選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される（図２４参照）。一方、第２の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される（図２５参照）。
【０２５２】
また、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給される。このパラメータｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変される。ここで、フィルタの詳細について、幾つかの例を示す。
【０２５３】
例えば、フィルタを、水平帯域を制限する帯域フィルタと垂直帯域を制限する帯域フィルタとから構成することが考えられる。この場合、図３９に示すように、パラメータｈ又はｖの段階的な値に対応した周波数特性を設計し、逆フーリエ変換をすることにより、パラメータｈ又はｖの段階的な値に対応した周波数特性を持つ１次元フィルタを得ることができる。
【０２５４】
また例えば、フィルタを、水平帯域を制限する１次元ガウシアンフィルタと垂直帯域を制限する１次元ガウシアンフィルタとから構成することが考えられる。この１次元ガウシアンフィルタは（１４）式で示される。この場合、パラメータｈ又はｖの段階的な値に対応して標準偏差σの値を段階的に変えることにより、パラメータｈ又はｖの段階的な値に対応した周波数特性を持つ１次元ガウシアンフィルタを得ることができる。
【０２５５】
【数１１】

【０２５６】
また、例えば、フィルタを、パラメータｈ，ｖの両方で水平及び垂直の周波数特性が決まる２次元フィルタＦ（ｈ，ｖ）で構成することが考えられる。この２次元フィルタの生成方法は、上述した１次元フィルタと同様に、パラメータｈ，ｖの段階的な値に対応した２次元周波数特性を設計し、２次元の逆フーリエ変換をすることにより、パラメータｈ，ｖの段階的な値に対応した２次元周波数特性を持つ２次元フィルタを得ることができる。
【０２５７】
また、係数種データ生成装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号又は５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。
【０２５８】
これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述したプロセッシング部６６の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５で選択されるタップは、タップ選択制御部１５６からのタップ位置情報によって指定される。
【０２５９】
タップ選択制御回路１５６には、変換方法選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方法が選択される場合と第２の変換方法が選択される場合とで、第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５に供給されるタップ位置情報が異なるようにされている。また、タップ選択制御回路１５６には後述する動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶが供給される。これにより、第２のタップ選択回路１５４に供給されるタップ位置情報が動きが大きいか小さいかによって異なるようにされる。
【０２６０】
また、係数種データ生成装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述したプロセッシング部６６の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードＱｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０２６１】
また、係数種データ生成装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述したプロセッシング部６６の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対して閾値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０２６２】
また、係数種データ生成装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述したプロセッシング部６６のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０２６３】
また、係数種データ生成装置１５０は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、各クラス毎に、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を得るための正規方程式（（１３）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０２６４】
この場合、一個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組合せで学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていって水平及び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていき、これにより正規方程式生成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。
【０２６５】
ここで、ＨＤ信号と、そのＨＤ信号から帯域が狭いフィルタを作用させて生成したＳＤ信号との間で学習して算出した係数種データは、解像度の高いＨＤ信号を得るためのものとなる。逆に、ＨＤ信号と、そのＨＤ信号から帯域が広いフィルタを作用させて生成したＳＤ信号との間で学習して算出した係数種データは解像度の低いＨＤ信号を得るためのものとなる。上述したように複数のＳＤ信号を順次生成して学習データを登録することで、連続した解像度のＨＤ信号を得るための係数種データを求めることが可能となる。
【０２６６】
なお、第１のタップ選択回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせを行うことができる。
【０２６７】
また、係数種データ生成装置１５０は、正規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、クラス毎に正規方程式を解いて、各クラスの係数種データｗ１０〜ｗｎ９を求める係数種データ決定部１６１と、この求められた係数種データｗ１０〜ｗｎ９を記憶する係数種メモリ１６２とを有している。係数種データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、付加データｗ１０〜ｗｎ９が求められる。
【０２６８】
図３８に示す係数種データ生成装置１５０の動作を説明する。入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平及び垂直の間引き処理が行われて入力信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。
【０２６９】
この場合、第１の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。一方、第２の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。またこの場合、ＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータｈ，ｖが制御信号として供給され、水平及び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていく。
【０２７０】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法、及び動きクラス検出回路１５８で検出される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０２７１】
この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが得られる（（１）式参照）。
【０２７２】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ選択回路１５５では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０２７３】
この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０２７４】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードＱｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードＱｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０２７５】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ選択回路１５３では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０２７６】
そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、各クラス毎に、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を生成するための正規方程式（（１３）式参照）が生成される。
【０２７７】
そして、係数種データ決定部１６１でその正規方程式が解かれ、各クラス毎の係数種データｗ１０〜ｗｎ９が求められ、その係数種データｗ１０〜ｗｎ９はクラス別にアドレス分割された係数種メモリ１６２に記憶される。
【０２７８】
このように、図３８に示す係数種データ生成装置１５０においては、図２３のプロセッシング部６６の情報メモリバンク１３５に記憶される各クラスの係数種データｗ１０〜ｗｎ９を生成することができる。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２では、選択された変換方法によって５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号を使用してＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成されるものであり、第１の変換方法（プロセッシング部６６で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）及び第２の変換方法（プロセッシング部６６で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）に対応した係数種データを生成できる。
【０２７９】
次に、係数種データの生成方法の他の例について説明する。この例においても、上述した（５）式の生成式における付加データである係数種データｗ１０〜ｗｎ９を求める例を示すものとする。
【０２８０】
図４０は、この例の概念を示している。ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。このようにして生成した各ＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、（４）式の推定式の付加データＷｉを生成する。そして、各ＳＤ信号に対応して生成された付加データＷｉを使用して係数種データを生成する。
【０２８１】
まず、推定式の付加データの求め方を説明する。ここでは、（４）式の推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める例を示すものとする。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを付加データ、Ｙを予測値として、（１５）式の観測方程式を考える。この（１５）式において、ｍは学習データの数を示し、ｎは予測タップの数を示している。
【０２８２】
【数１２】

【０２８３】
（１５）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（１５）式の観測方程式をもとに、（１６）式の残差方程式を考える。
【０２８４】
【数１３】

【０２８５】
（１６）式の残差方程式から、各Ｗｉの最確値は、（１７）式のｅ２を最小にする条件が成り立つ場合と考えられる。すなわち、（１８）式の条件を考慮すればよいわけである。
【０２８６】
【数１４】

【０２８７】
つまり、（１８）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ１，Ｗ２，・・・，Ｗｎを算出すればよい。そこで、（１６）式の残差方程式から、（１９）式が得られる。さらに、（１９）式と（１５）式とから、（２０）式が得られる。
【０２８８】
【数１５】

【０２８９】
そして、（１６）式と（２０）式とから、（２１）式の正規方程式が得られる。
【０２９０】
【数１６】

【０２９１】
（２１）式の正規方程式は、未知数の数ｎと同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各Ｗｉの最確値を求めることができる。この場合、掃き出し法等を用いて連立方程式を解くことになる。
【０２９２】
次に、各ＳＤ信号に対応して生成された付加データを使用して、係数種データの求め方を説明する。
【０２９３】
パラメータｈ，ｖに対応したＳＤ信号を用いた学習による、あるクラスの付加データが、ｋｖｈｉとなったとする。ここで、ｉは予測タップの番号である。このｋｖｈｉから、このクラスの係数種データを求める。
【０２９４】
各付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を使って、上述した（５）式で表現される。ここで、付加データＷｉに対して最小二乗法を使用することを考えると、残差は、（２２）式で表される。
【０２９５】
【数１７】

【０２９６】
ここで、ｔｊは、上述の（７）式に示されている。（２２）式に最小二乗法を作用させると、（２３）式が得られる。
【０２９７】
【数１８】

【０２９８】
ここで、Ｘｊｋ，Ｙｊをそれぞれ（２４）式、（２５）式のように定義すると、（２３）式は（２６）式のように書き換えられる。この（２６）式も正規方程式であり、この式を掃き出し法等の一般解法で解くことにより、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を算出することができる。
【０２９９】
【数１９】

【０３００】
図４１は、図４０に示す概念に基づいて係数種データを生成する係数種データ生成装置１５０′の構成を示している。この図４１において、図４０と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０３０１】
係数種データ生成装置１５０′は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（２１）式参照）を生成する正規方程式生成部１７１を有している。
【０３０２】
この場合、一個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組合せで学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていって水平及び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていき、ＨＤ信号と各ＳＤ信号との間でそれぞれ学習データの生成が行われる。これにより、正規方程式生成部１７１では、各ＳＤ信号のそれぞれ対応して、クラス毎に、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式が生成される。
【０３０３】
また、係数種データ生成装置１５０′は、正規方程式生成部１７１で生成された正規方程式のデータが供給され、その正規方程式を解いて、各ＳＤ信号にそれぞれ対応した各クラスの付加データＷｉを求める付加データ決定部１７２と、この各ＳＤ信号に対応した各クラスの付加データＷｉを使用して、クラス毎に、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を得るための正規方程式（（２６）式参照）を生成する正規方程式生成部１７３とを有している。
【０３０４】
また、係数種データ生成装置１５０′は、正規方程式生成部１７３でクラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、クラス毎に正規方程式を解いて、各クラスの係数種データｗ１０〜ｗｎ９を求める係数種データ決定部１７４と、この求められた係数種データｗ１０〜ｗｎ９を記憶する係数種メモリ１６２とを有している。
【０３０５】
図４１に示す係数種データ生成装置１５０′のその他は、図３８に示す係数種データ生成装置１５０と同様に構成される。
【０３０６】
図４１に示す係数種データ生成装置１５０′の動作を説明する。入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平及び垂直の間引き処理が行われて入力信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。
【０３０７】
この場合、第１の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。一方、第２の変換方法（図２３のプロセッシング部６６で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。またこの場合、ＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータｈ，ｖが制御信号として供給され、水平及び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていく。
【０３０８】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法、及び動きクラス検出回路１５８で検出される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０３０９】
この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが得られる（（１）式参照）。
【０３１０】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ選択回路１５５では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０３１１】
この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０３１２】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードＱｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードＱｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０３１３】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ選択回路１５３では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０３１４】
そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１７１では、ＳＤ信号生成回路１５２で生成される各ＳＤ信号のそれぞれ対応して、クラス毎に、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（２１）式参照）が生成される。
【０３１５】
そして、付加データ決定部１７２でその正規方程式が解かれ、各ＳＤ信号にそれぞれ対応した各クラスの付加データＷｉが求められる。正規方程式生成部１７３では、この各ＳＤ信号にそれぞれ対応した各クラスの付加データＷｉから、クラス毎に、係数種データｗ１０〜ｗｎ９を得るための正規方程式（（２６）式参照）が生成される。
【０３１６】
そして、係数種データ決定部１７４でその正規方程式が解かれ、各クラスの係数種データｗ１０〜ｗｎ９が求められ、その係数種データｗ１０〜ｗｎ９はクラス別にアドレス分割された係数種メモリ１６２に記憶される。
【０３１７】
このように、図４１に示す係数種データ生成装置１５０′においても、図２３のプロセッシング部６６の情報メモリバンク１３５に記憶される各クラスの係数種データｗ１０〜ｗｎ９を生成することができる。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２では、選択された変換方法によって５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号を使用してＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成されるものであり、第１の変換方法（プロセッシング部６６で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）及び第２の変換方法（プロセッシング部６６で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）に対応した係数種データを生成できる。
【０３１８】
なお、図２３のプロセッシング部６６では、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成するために（５）式の生成式を使用したが、例えば、（２７）式、（２８）式などを使用してもよく、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現される式でも実現可能である。
【０３１９】
【数２０】

【０３２０】
また、図２３のプロセッシング部６６では、水平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定するパラメータｖとを設定し、これらパラメータｈ，ｖの値を調整することで画像の水平及び垂直の解像度を調整し得るものを示したが、例えばノイズ除去度（ノイズ低減度）を指定するパラメータｚを設け、このパラメータｚの値を調整することで画像のノイズ除去度を調整し得るものも同様に構成することができる。
【０３２１】
この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する生成式として、例えば、（２９）式、（３０）式などを使用でき、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現される式でも実現可能である。
【０３２２】
【数２１】

【０３２３】
なお、上述したようにパラメータｚを含む生成式の付加データである係数種データは、上述したパラメータｈ，ｖを含む生成式の付加データである係数種データを生成する場合と同様に、図３８に示す係数種データ生成装置１５０あるいは図４１に示す係数種データ生成装置１５０′により生成できる。
【０３２４】
その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｚが制御信号として供給され、このパラメータｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に、ＳＤ信号に対するノイズ付加状態が段階的に可変される。このようにＳＤ信号に対するノイズ付加状態を段階的に可変させて学習データを登録することで、連続したノイズ除去度を得るための係数種データを生成することができる。
【０３２５】
ここで、パラメータｚの値に対応したノイズ付加方法の詳細について、幾つかの例を示す。
【０３２６】
例えば、図４２中の（Ａ）に示すように、ＳＤ信号に振幅レベルを段階的に変化させたノイズ信号を加えて、段階的にノイズレベルが変化するＳＤ信号を生成する。
【０３２７】
また例えば、図４２中の（Ｂ）に示すように、ＳＤ信号に一定振幅レベルのノイズ信号を加えるが、加える画面領域を段階的に可変する。
【０３２８】
さらに例えば、図４２中の（Ｃ）に示すように、ＳＤ信号（１画面分）として、ノイズが含まれていないものと、ノイズが含まれているものとを用意する。そして、正規方程式を生成する際に、それぞれのＳＤ信号に対して複数回の学習を行う。
【０３２９】
例えば、「ノイズ０」ではノイズなしのＳＤ信号に対して１００回の学習を行い、「ノイズｉ」ではノイズなしのＳＤ信号に対して３０回の学習を行うと共にノイズありのＳＤ信号に対して７０回の学習を行う。この場合、「ノイズｉ」の方がノイズ除去度が高い係数種データを算出する学習系になる。このように、ノイズなしとノイズありのＳＤ信号に対する学習回数を段階的に変化させて学習を行うことにより、連続したノイズ除去度を得るための係数種データを得ることができる。
【０３３０】
この手法を、正規方程式の加算という形で実現することもできる。まず、「ノイズ０」〜「ノイズｉ」における推定式の付加データを算出するような学習を行う。このときの正規方程式は、上述した（２１）式に示すようになる。ここで、Ｐｉｊ，Ｑｊをそれぞれ（３１）式、（３２）式のように定義すると、（２１）式は（３３）式のように書き換えられる。ここで、ｘｉｊはｊ番目の予測タップ位置のＳＤ画素データのｉ番目の学習値、ｙｉはＨＤ画素データのｉ番目の学習値、Ｗｉは係数を表している。
【０３３１】
【数２２】

【０３３２】
このような学習を用いて、ノイズなしのＳＤ信号を学習した場合における、（３３）式の左辺を〔Ｐ１ｉｊ〕、右辺を〔Ｑ１ｉ〕と定義し、同様に、ノイズありのＳＤ信号を学習した場合における、（３３）式の左辺を〔Ｐ２ｉｊ〕、右辺を〔Ｑ２ｉ〕と定義する。このような場合に、（３４）式、（３５）式のように、〔Ｐａｉｊ〕、〔Ｑａｉ〕を定義する。ただし、ａ（０≦ａ≦１）である。
【０３３３】
〔Ｐａｉｊ〕＝（１−ａ）〔Ｐ１ｉｊ〕＋ａ〔Ｐ２ｉｊ〕　・・・（３４）
〔Ｑａｉ〕＝（１−ａ）〔Ｑ１ｉ〕　＋ａ〔Ｑ２ｉ〕　・・・（３５）
ここで、ａ＝０の場合の正規方程式は（３６）式で表され、これは図４２中のＣの「ノイズ０」の場合の正規方程式と等価になり、ａ＝０．７の場合は「ノイズｉ」の場合の正規方程式と等価になる。
【０３３４】
〔Ｐａｉｊ〕〔Ｗｉ〕＝〔Ｑａｉ〕　・・・（３６）
このａを段階的に変化させて各ノイズレベルの正規方程式を作ることにより、目的とする係数種データを得ることができる。この場合、図４１の係数種データ生成装置１５０′で説明したと同様に、各ノイズレベルの正規方程式よりそれぞれ付加データをＷｉを算出し、この各段階の付加データを使用して係数種データを求めることができる。
【０３３５】
また、各ノイズレベルの正規方程式を組み合わせることにより、上述した（１３）式のような係数種データを得るための正規方程式を生成することも可能である。この手法については、以下に具体的に説明する。ここでは、上述した（３０）式を用いて、係数種データを求める正規方程式を生成する場合を考える。
【０３３６】
予め、予め何種類かのパラメータｚに対応したノイズレベルのＳＤ信号を生成して学習を行い、上述した（３４）式、（３５）式に表される〔Ｐ〕、〔Ｑ〕を用意しておく。それらを、〔Ｐｎｉｊ〕、〔Ｑｎｉ〕と表す。また、また、上述した（７）式は、（３７）式のように書き換えられる。
【０３３７】
ｔ０＝１，ｔ１＝ｚ，ｔ２＝ｚ２　・・・（３７）
この場合、上述した（２４）式、（２５）式は、それぞれ（３８）式、（３９）式のように書き換えられる。これらの式に対し、（４０）式を解くことで、係数種データｗｉｊを求めることができる。ここで、予測タップの総数を表す変数はｍに書き換えている。
【０３３８】
【数２３】

【０３３９】
また、図２３のプロセッシング部６６では、水平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定するパラメータｖとを設定し、これらパラメータｈ，ｖの値を調整することで画像の水平及び垂直の解像度を調整し得るものを示したが、水平及び垂直の解像度を１個のパラメータで調整するように構成することもできる。例えば、水平及び垂直の解像度を指定する１個のパラメータｒを設定する。この場合、例えば、ｒ＝１はｈ＝１、ｖ＝１、ｒ＝２はｈ＝２、ｖ＝２、・・・、あるいはｒ＝１はｈ＝１、ｖ＝２、ｒ＝２はｈ＝２、ｖ＝３、・・・のような対応関係とされる。この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する生成式としては、ｒの多項式等が使用されることとなる。
【０３４０】
また、図２３のプロセッシング部６６では、水平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定するパラメータｖとを設定し、これら複数種類のパラメータｈ，ｖの値を調整することで画像の水平及び垂直の解像度を調整し得るものを示したが、上述した水平及び垂直の解像度を指定するパラメータｒと、上述ノイズ除去度（ノイズ低減度）を指定するパラメータｚとを設定し、これら複数種類のパラメータｒ，ｚの値を調整することで、画像の水平及び垂直の解像度とノイズ除去度とを調整し得るものも同様に構成することができる。
【０３４１】
この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する生成式として、例えば、（４１）式等を使用でき、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現される式でも実現可能である。
【０３４２】
【数２４】

【０３４３】
パラメータｒ，ｚを含む生成式の付加データである係数種データは、上述したパラメータｈ，ｖを含む生成式の付加データである係数種データを生成する場合と同様に、図３８に示す係数種データ生成装置１５０あるいは図４１に示す係数種データ生成装置１５０′により生成できる。
【０３４４】
その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｒ，ｚが制御信号として供給され、このパラメータｒ，ｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に、ＳＤ信号の水平、垂直の帯域と、ＳＤ信号に対するノイズ付加状態とが段階的に可変される。
【０３４５】
図４３は、パラメータｒ，ｚの値に対応したＳＤ信号の生成例を示している。この例では、パラメータｒ，ｚはそれぞれ９段階に可変され、合計８１種類のＳＤ信号が生成される。なお、パラメータｒ，ｚを９段階よりもさらに多くの段階に可変するようにしてもよい。その場合には、算出される係数種データの精度は良くなるが、計算量は増えることとなる。
【０３４６】
また、図２３のプロセッシング部６６では、水平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定するパラメータｖとを設定し、これら複数種類のパラメータｈ，ｖの値を調整することで画像の水平及び垂直の解像度を調整し得るものを示したが、これらパラメータｈ，ｖの他に、さらに上述したノイズ除去度（ノイズ低減度）を指定するパラメータｚを設定し、これら複数種類のパラメータｈ，ｖ，ｚの値を調整することで、画像の水平及び垂直の解像度とノイズ除去度とを調整し得るものも同様に構成することができる。
【０３４７】
この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する生成式として、例えば、（４２）式等を使用でき、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現される式でも実現可能である。
【０３４８】
【数２５】

【０３４９】
パラメータｈ，ｖ，ｚを含む生成式の付加データである係数種データは、上述したパラメータｈ，ｖを含む生成式の付加データである係数種データを生成する場合と同様に、図３８に示す係数種データ生成装置１５０あるいは図４１に示す係数種データ生成装置１５０′により生成できる。
【０３５０】
その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖ，ｚが制御信号として供給され、このパラメータｈ，ｖ，ｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に、ＳＤ信号の水平、垂直の帯域と、ＳＤ信号に対するノイズ付加状態とが段階的に可変される。
【０３５１】
図４４は、パラメータｈ，ｖ，ｚの値に対応したＳＤ信号の生成例を示している。この例では、パラメータｈ，ｖ，ｚはそれぞれ９段階に可変され、合計７２９種類のＳＤ信号が生成される。なお、パラメータｈ，ｖ，ｚを９段階よりもさらに多くの段階に可変するようにしてもよい。その場合には、算出される係数種データの精度は良くなるが、計算量は増えることとなる。
【０３５２】
なお、図２３のプロセッシング部６６における処理を、例えば図４５に示すような映像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０３５３】
まず、図４５に示す映像信号処理装置３００について説明する。この映像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の動作プログラムや係数種データ等が格納されたＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２及びＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０３５４】
また、映像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フレキシブルディスク３０６をドライブするフレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０３５５】
また、映像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線又は無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０３５６】
また、映像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０３５７】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラムや係数種データ等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラムや係数種データ等をフレキシブルディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０３５８】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０３５９】
図４６のフローチャートを参照して、図４５に示す映像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
【０３６０】
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位又はフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレーム又は全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０３６１】
このステップＳＴ５では、画質指定値（例えばパラメータｈ，ｖの値など）を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、読み込んだ画質指定値及び各クラスの係数種データを使用して、生成式（例えば（５）式）によって、各クラスの推定式（（４）式参照）の付加データＷｉを生成する。
【０３６２】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップ及び予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレーム又はフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ９に進む。
【０３６３】
このステップＳＴ９では、ステップＳＴ７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１０で、そのクラスコードＣＬに対応した付加データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ７に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０３６４】
このように、図４６に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
【０３６５】
また、処理装置の図示は省略するが、図３８の係数種データ生成装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０３６６】
図４７のフローチャートを参照して、係数種データを生成するための処理手順を説明する。
【０３６７】
まず、ステップＳＴ２１で、処理を開始し、ステップＳＴ２２で、学習に使われる、画質パターン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択する。そして、ステップＳＴ２３で、全ての画質パターンに対して学習が終わったか否かを判定する。全ての画質選択パターンに対して学習が終わっていないときは、ステップＳＴ２４に進む。
【０３６８】
このステップＳＴ２４では、既知のＨＤ画素データをフレーム単位又はフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ２５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了したときは、ステップＳＴ２２に戻って、次の画質パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、終了していないときは、ステップＳＴ２６に進む。
【０３６９】
このステップＳＴ２６では、ステップＳＴ２４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ２２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを生成する。そして、ステップＳＴ２７で、ステップＳＴ２６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ２４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップ及び予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ２８で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ２４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ２９に進む。
【０３７０】
このステップＳＴ２９では、ステップＳＴ２７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ３０で、正規方程式（（１３）式参照）を生成する。その後に、ステップＳＴ２７に戻る。
【０３７１】
また、ステップＳＴ２３で、全ての画質パターンに対して学習が終わったときは、ステップＳＴ３１に進む。このステップＳＴ３１では、正規方程式を掃き出し法等で解くことによって各クラスの係数種データを算出し、ステップＳＴ３２で、その係数種データをメモリに保存し、その後にステップＳＴ３３で、処理を終了する。
【０３７２】
このように、図４７に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図３８に示す係数種データ生成装置１５０と同様の手法によって、各クラスの係数種データを得ることができる。
【０３７３】
また、処理装置の図示は省略するが、図４１の係数種データ生成装置１５０′における処理も、ソフトウェアで実現可能である。
【０３７４】
図４８のフローチャートを参照して、係数種データを生成するための処理手順を説明する。
【０３７５】
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、学習に使われる、画質パターン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択する。そして、ステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する付加データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４４に進む。
【０３７６】
このステップＳＴ４４では、既知のＨＤ画素データをフレーム単位又はフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ４２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを生成する。
【０３７７】
そして、ステップＳＴ４７で、ステップＳＴ４６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップ及び予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４８で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４９に進む。
【０３７８】
このステップＳＴ４９では、ステップＳＴ４７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ５０で、付加データを得るための正規方程式（（２１）式参照）を生成する。その後に、ステップＳＴ４７に戻る。
【０３７９】
上述したステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５１で、ステップＳＴ５０で生成された正規方程式を掃き出し法などで解いて、各クラスの付加データを算出する。その後に、ステップＳＴ４２に戻って、次の画質パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次の画質パターンに対応した、各クラスの付加データを求める。
【０３８０】
また、上述のステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する付加データの算出処理が終了したときは、ステップＳＴ５２に進む。このステップＳＴ５２では、全ての画質パターンに対する付加データから、係数種データを求めるための正規方程式（（２６）式参照）を生成する。
【０３８１】
そして、ステップＳＴ５３で、ステップＳＴ５２で生成された正規方程式を掃き出し法等で解くことによって各クラスの係数種データを算出し、ステップＳＴ５４で、その係数種データをメモリに保存し、その後にステップＳＴ５５で、処理を終了する。
【０３８２】
このように、図４８に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図４１に示す係数種データ生成装置１５０′と同様の手法によって、各クラスの係数種データを得ることができる。
【０３８３】
なお、上述の例においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
【０３８４】
また、上述実施の形態においては、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号又は１０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、本発明はそれに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の映像信号を第２の映像信号に変換するその他の場合にも同様に適用できることは勿論である。
【０３８５】
また、上述の例においては、情報信号が映像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０３８６】
上述のように、この「クラス分類適応処理」によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の付加データを係数種データを用いて生成するものであり、第２の情報信号によって得られる出力の質、例えば画像の画質を無段階になめらかに調整することができる。この場合、出力の質を決めるパラメータに対応した各クラスの付加データをその都度係数種データを使用して生成できるため、大量の付加データを格納しておくメモリを必要とせず、メモリの節約を図ることができる。
【０３８７】
また、「クラス分類適応処理」によれば、係数種データを用いて生成された推定式の付加データの総和を求め、推定式を用いて生成された注目点の情報データをその総和で除算して正規化するものであり、係数種データを用いて生成式で推定式の付加データを求める際の丸め誤差による注目点の情報データのレベル変動を除去できる。
【０３８８】
〔本発明を適用したビジネスモデルについて〕
本発明を適用したビジネスモデルについて、図４９に示すように、コンテンツ提供装置５１０、ディスク作成装置５２０及び複製装置５３０との関係において考える。コンテンツ提供装置５１０は、記録媒体に記録される情報を提供するものである。ディスク作成装置５２０は、情報の記録されていないディスク状記録媒体を作成するものである。複製装置５３０は、情報の記録されていないディスク状記録媒体に、コンテンツ提供装置５１０から提供される情報を記録するものである。ここで、これらコンテンツ提供装置５１０、ディスク作成装置５２０及び複製装置５３０は、それぞれが異なる主体（コンテンツ提供者、ディスク作成者及び複製者）によって所有され運用されているものとする。
【０３８９】
図５０に示すように、ディスク作成装置（ディスク作成者）５２０は、ディスク状記録媒体を作成し、複製装置（複製者）５３０に対して、ディスク状記録媒体を提供する。ここで、複製装置（複製者）５３０に課金され、ディスク作成装置（ディスク作成者）５２０が徴収する。この課金には、ディスク状記録媒体の作成代金と、後のコンテンツ複製料が含まれている。
【０３９０】
そして、コンテンツ提供装置（コンテンツ提供者）５１０から複製装置（複製者）５３０に対して情報（コンテンツ）が提供され、情報の複製が行われる。ここで複製されるディスク状記録媒体は、基本情報及び付加情報が、上述したような本発明の内容にしたがって記録されたものである。ここで、ディスク作成装置（ディスク作成者）５２０に課金され、コンテンツ提供装置（コンテンツ提供者）５１０が徴収する。この課金には、コンテンツ複製料が含まれている。
【０３９１】
これにより、複製装置（複製者）５３０は、ディスク作成装置（ディスク作成者）５２０に対する料金を支払うのみであるが、ディスク作成装置（ディスク作成者）５２０のみならず、コンテンツ提供装置（コンテンツ提供者）５１０に対する支払も確保される。
【０３９２】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る記録媒体、再生装置及び方法においては、再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【０３９３】
また、本発明に係る記録媒体製造装置及び方法において記録された情報を再生した再生情報は、基本情報に対して高品質な情報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状態で記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要となる。
【０３９４】
すなわち、本発明は、記録されたデータの複写が困難となされた記録媒体、再生装置及び方法、記録媒体製造装置及び方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における記録媒体の構成を示す斜視図である。
【図２】上記記録媒体について複製を行う場合のフローチャートである。
【図３】上記記録媒体のデータをダウンロードする場合の構成を示す斜視図である。
【図４】上記記録媒体についてデータをダウンロードする場合のフローチャートである。
【図５】本発明におけるディスク状記録媒体のピットの構成を示す側面図である。
【図６】本発明におけるディスク状記録媒体であって２層の記録層を有するもの及び光学ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【図７】上記ディスク状記録媒体における付加データを示す側面図である。
【図８】本発明におけるディスク状記録媒体のピット及び光吸収層の構成を示す縦断面図である。
【図９】本発明におけるディスク状記録媒体の光磁気層及び光吸収層の構成を示す縦断面図である。
【図１０】本発明におけるディスク状記録媒体のピット及び光磁気層の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明におけるディスク状記録媒体のピット及び光磁気層の構成の他の例を示す平面図である。
【図１２】上記ディスク状記録媒体において基本データと付加データとが所定の相対アドレスを隔てている場合を示す平面図である。
【図１３】本発明における再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】上記再生装置における光学ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【図１５】上記光学ピックアップ装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】上記光学ピックアップ装置における光磁気信号検出部の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明におけるディスク状記録媒体製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】上記ディスク状記録媒体製造装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明における記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】上記半導体装置の第１の実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図２１】上記半導体装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２２】上記半導体装置の第２の実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図２３】クラス分類適応処理を行う再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【図２５】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【図２６】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図２７】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図２８】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図２９】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図３０】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図３１】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図３２】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図３３】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図３４】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、動きクラスタップの一例を示す図である。
【図３５】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、動きクラスタップの一例を示す図である。
【図３６】５２５ｐ信号を出力する場合のライン倍速処理を説明するための図である。
【図３７】係数種データの生成方法の一例の概念を示す図である。
【図３８】係数種データ生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図３９】帯域フィルタの周波数特性の一例を示す図である。
【図４０】係数種データの生成方法の他の例の概念を示す図である。
【図４１】係数種データ生成装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図４２】ノイズ付加方法を説明するための図である。
【図４３】ＳＤ信号（パラメータｒ，ｚ）の生成例を示す図である。
【図４４】ＳＤ信号（パラメータｈ，ｖ，ｚ）の生成例を示す図である。
【図４５】ソフトウェアで実現するための映像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図４６】映像信号の処理手順を示すフローチャートである。
【図４７】係数種データ生成処理（その１）を示すフローチャートである。
【図４８】係数種データ生成処理（その２）を示すフローチャートである。
【図４９】本発明を適用したビジネスモデルを説明するためのブロック図である。
【図５０】上記ビジネスモデルを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１　記録媒体、ディスク状記録媒体、６　ピット、７　段状部、１１　光学ピックアップ装置、１０１　第１の記録層、１０２　第２の記録層

Claims (15)

1. 基本データがピットによって記録されている記録層と、
   上記記録層のピットの一部に段状に形成された段状部と
   を備え、
   上記段状部からは、上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射し、このレーザ光の反射光により、上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され、
   上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、該基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる
   ことを特徴とする記録媒体。
2. 上記記録層は、少なくとも第１の記録層及び第２の記録層が積層されて構成されており、
   上記段状部は、上記第１及び第２の記録層の各ピットの一部に形成され、該第１の記録層と第２の記録層との間に合焦されるレーザ光によって、上記付加データが読み出されることを特徴とする請求項請求項１記載の記録媒体。
3. 上記基本情報は、映像情報であり、
   上記再生情報は、上記基本情報よりも空間的解像度が高いことによって高品質であることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
4. 上記付加情報は、クラス分類適応処理により生成されたものであることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
5. 基本データがピットによって記録されている記録層と、この記録層のピットの一部に段状に形成された段状部とを有し、上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射しこのレーザ光の反射光により、上記段状部から上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され、上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、該基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる記録媒体が装着され、
   上記記録媒体に対してレーザ光を照射する照射手段と、
   上記照射手段により照射されたレーザ光の上記記録媒体からの反射光を検出する検出手段と、
   上記検出手段による反射光の検出結果に基づいて、上記照射手段から照射されるレーザ光を上記記録媒体の記録層上に集光させる第１のモードと、該レーザ光を上記記録媒体の記録層とは異なる位置に集光させる第２のモードとを切り換えるフォーカス制御手段と、
   上記検出手段による反射光の検出結果に基づいて、上記照射手段から照射されるレーザ光の照射位置を上記記録媒体の記録トラック上とするトラッキング制御を行うトラッキング制御手段と、
   上記フォーカス制御手段が上記第１のモードを選択しているときに、上記検出手段による上記反射光の検出結果に基づいて、上記基本データから基本情報を復号する第１の復号手段と、
   上記フォーカス制御手段が上記第２のモードを選択しているときに、上記検出手段による上記反射光の検出結果に基づいて、上記付加データから上記付加情報を復号する第２の復号手段と、
   上記第１及び第２の復号手段により復号された基本情報及び付加情報に基づいて、上記再生情報を生成する再生手段と
   を備えたことを特徴とする再生装置。
6. 上記フォーカス制御手段は、記録媒体からの反射光束に非点収差を生じさせこの非点収差の量及び方向をいわゆる４分割フォトセンサによって検出し、この非点収差の量に基づくフォーカスエラー信号を生成するものであって、
   上記第２のモードは、上記フォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより実行されることを特徴とする請求項５記載の再生装置。
7. 上記記録媒体の信号記録層は、少なくとも第１の記録層及び第２の記録層が積層されて構成され、上記段状部がこれら第１及び第２の記録層の各ピットの一部に形成され、該第１の記録層と第２の記録層との間に合焦されるレーザ光によって、上記付加データが読み出され、
   上記第２の復号手段は、上記フォーカス制御手段が上記第２のモードを選択して上記レーザ光を上記第１の記録層と上記第２の記録層との間に合焦させているときに、上記検出手段による上記反射光の検出結果に基づいて、上記付加データから上記付加情報を復号することを特徴とする請求項５記載の再生装置。
8. 上記フォーカス制御手段は、記録媒体からの反射光束に非点収差を生じさせこの非点収差の量及び方向をいわゆる４分割フォトセンサによって検出し、この非点収差の量に基づくフォーカスエラー信号を生成するものであって、
   上記第２のモードは、上記フォーカスエラー信号が０ではない一定の値になるようにフォーカスサーボをかけることにより実行されることを特徴とする請求項５記載の再生装置。
9. 基本データ及び付加データは、デジタルデータであることを特徴とする請求項５記載の再生装置。
10. 基本データ及び付加データは、アナログデータであることを特徴とする請求項５記載の再生装置。
11. 基本データがピットによって記録されている記録層と、この記録層のピットの一部に段状に形成された段状部とを有し、上記記録層とは異なる位置に合焦されるレーザ光を照射しこのレーザ光の反射光により、上記段状部から上記基本データに対する付加情報となる付加データが読み出され、上記基本データ及び上記付加データに基づいて所定の処理によって生成される再生情報が、該基本データから生成される基本情報に対して、より高品質な情報となる記録媒体から情報を再生する方法であって、
    上記記録媒体に対してレーザ光を照射し、
    上記レーザ光の上記記録媒体からの反射光を検出し、
    上記反射光の検出結果に基づいて、上記レーザ光を上記記録媒体の記録層上に集光させる第１のモードと、該レーザ光を上記記録媒体の記録層とは異なる位置に集光させる第２のモードとを切り換え、
    上記第１のモードを選択しているときに、上記反射光の検出結果に基づいて、上記基本データから基本情報を復号し、
    上記第２のモードを選択しているときに、上記反射光の検出結果に基づいて、上記付加データから上記付加情報を復号する
    ことを特徴とする再生方法。
12. 基本情報を符号化して基本データを出力するとともに、該基本データに対する付加情報を符号化して付加データを出力する符号化手段と、
    上記基本データを記録媒体の記録層にピットによって記録する場合の該ピットの形状を演算するとともに、該記録層に形成される段状部によって上記付加データを記録する場合の該段状部の形状を演算し、これら演算結果に基づいて、該ピット及び段状部が形成された記録層に対して該記録層とは異なる位置に合焦するレーザ光束を照射した場合の反射光束を演算する反射光演算部と、
    上記反射光演算部により演算された反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを比較する比較手段と、
    上記比較手段による比較結果に基づいて、上記付加データを制御して上記段差部の形状を修正し、上記反射光演算部により演算される反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを一致させる付加データ制御手段と、
    上記基本データと、上記付加データ制御手段により制御された付加データとを合成して合成データを生成する合成データ生成手段と、
    上記合成データ生成手段により生成された合成データに基づいて、マスタディスクの記録層に上記ピット及び上記段状部を形成する記録手段と
    を備えたことを特徴とする記録媒体製造装置。
13. 上記反射光演算部においては、記録層は、少なくとも第１の記録層及び第２の記録層が積層されて構成されたものとし、上記レーザ光束は、これら第１及び第２の記録層の間に合焦するものとして演算を行い、
    記録手段は、第１のマスタディスクの記録層に、上記第１の記録層に形成される上記ピット及び上記段状部を形成し、第２のマスタディスクの記録層に、上記第２の記録層に形成される上記ピット及び上記段状部を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の記録媒体製造装置。
14. 上記符号化手段は、デジタルデータである基本情報が入力され、この基本情報を誤り訂正符号化し、この誤り訂正符号化されたデータをＥＦＭ変調し、このＥＦＭ変調されたデータにサブコードを付加するコーディングすることにより基本データを生成することを特徴とする請求項１３記載の記録媒体製造装置。
15. 基本情報を符号化して基本データを得るとともに、該基本データに対する付加情報を符号化して付加データを得、
    上記基本データを記録媒体の記録層にピットによって記録する場合の該ピットの形状を演算するとともに、該記録層に形成される段状部によって上記付加データを記録する場合の該段状部の形状を演算し、これら演算結果に基づいて、該ピット及び段状部が形成された記録層に対して該記録層とは異なる位置に合焦するレーザ光束を照射した場合の反射光束を演算し、
    上記演算された反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを比較し、
    上記比較結果に基づいて、上記付加データを制御して上記段差部の形状を修正し、上記反射光演算部により演算される反射光束から読み出されるデータと上記付加データとを一致させ、
    上記基本データと、上記制御された付加データとを合成して合成データを生成し、
    上記生成した合成データに基づいて、マスタディスクの記録層に上記ピット及び上記段状部を形成する
    ことを特徴とする記録媒体製造方法。

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