JP2532439B2 - 映像信号のデイジタル記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号の記録再生方法、特にコンポジット
映像信号のディジタル記録再生方法に関する。

従来の技術 映像信号の記録再生装置として、これまで、多くの方
式が検討されその結果種々のものが実用化されている。
VTRはその代表的なものと言える。

ところで、これらの映像信号記録再生装置にもディジ
タル化の検討が本格化しはじめてきた。例えば、VTRで
もディジタルVTRの研究が色々と行なわれている。

以降、ディジタルVTRを例に挙げて話を進める。ディ
ジタルVTR（以降“DVTR"と記す）の実用化に向けての最
大の課題の一つはいかにして記録時間を確保するかであ
る。すなわち、映像信号をディジタル化することで周波
数帯域幅が極端に拡大する為何らかの工夫を施こす必要
がある。

この課題を解決する一手段として高能率符号化技術が
考えられる。予測符号化方式はその代表的なものであり
データレートを大きく低減出来かつ高画質を得る良い方
式の一つと言える。

そこで、予測符号化方式をDVTRに適用する場合を以下
に説明する。

第４図は、予測符号化器を示すブロック図である。同
図に於いて、76は入力端子、77は減算器、78は量子化
器、79は加算器、80は予測器、81はコード化器、82は出
力端子である。記録すべき映像信号をディジタル化した
後入力端子76を介して減算器77に印加する。減算器77で
は入力端子76に供給された値から予測器80で作成した予
測値を減算して予測誤差を算出する。予測誤差は量子化
器78で量子化され、加算器79及びコード化器81に導びか
れる。加算器79は量子化器78の出力値と予測値とを加え
てその結果を予測器80に印加する。一方、量子化器78の
出力値はコード化器81で所定のコードに変換され、出力
端子82を介して次段へ送出される。DVTRの場合には、誤
り訂正符号化や変調を施した後磁気ヘッドを介して磁気
テープ上に記録されることになる。

第５図は第４図の動作を説明する為の画素図である。
同図に於いて、83はｎ番目のラインの信号波形、84は
（ｎ＋１）番目のラインの信号波形、85〜87は画素であ
る。この図ではコンポジット信号としてNTSC信号を扱う
場合を示しており、標本化は色副搬送波の４倍の周波数
で実施するものとしている。波形83及び84は夫々搬送色
信号成分を強調してある。コンポジット信号に対しては
色副搬送波の同一位相画素を基に予測値を作成するのが
圧縮効率の面から優れている。画素87が第４図の入力端
子76に印加されている瞬間を考えると、予測器80は例え
ば画素85や86を使用することが多い。

発明が解決しようとする問題点 既に記載した通り、第４図に示した予測符号化器の出
力データは誤り訂正符号化などの処理を施こした後、変
調され磁気ヘッドを介して磁気テープに記録される。再
生の際は、磁気テープ上に記録されている情報を磁気ヘ
ッドを介して読み出し、復調し誤り訂正などの処理を施
こした後予測符号化逆変換をして元の画像データを得る
ことになる。

ところで、磁気テープへの記録再生の場合に特に注意
を要するのはドロップアウトの発生である。通常、ドロ
ップアウトが発生すると誤り訂正が出来なければその期
間のデータが誤るにとどまるが、予測符号化を採用した
場合には誤り伝搬により画像劣化が拡大することにな
る。すなわち、ドロップアウト（ドロップアウトでなく
ても、連続して伝送誤りが発生する場合も同様）などで
残留した誤りが色副搬送波の１サイクル以上継続すれば
それ以降の画像データは全面的に誤ってしまい、きわめ
て重大な画質劣化になってしまう。

予測符号化方式は映像信号の高能率符号化に適した手
法であり、伝送の分野などでは比較的採用されている。
しかしながら、DVTRの場合は誤り率が高くその上ドロッ
プアウトの頻度も高い為、上述の誤り伝搬で大きい画質
劣化を発生する。

そこで、本発明はドロップアウトやその他の原因で誤
りが発生しこれによって予測符号化逆変換過程で誤り伝
搬がおきても画面上に殆んど劣化を生じさせなくするも
のである。

問題点を解決するための手段 本発明では上述の問題点を解決する為に、予測符号化
器の出力の内、色副搬送波に対して同一位相であるもの
を同一トラック上に記録することで、再生時の誤り伝搬
を色副搬送波に対して同一位相点にのみ発生させる様に
する。

作用 その結果、誤り伝搬は特定画素のみにしか伝搬しなく
なり、従来方式に比べて画質劣化は大きく改善される。
さらに、誤り伝搬により誤った画素の近傍は正しい値を
復元しているので高画質の誤り修整が可能となる。

実 施 例 本実明を実施例とともに以下に示す。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図に於いて、１は映像信号入力端子、２はA/D変換
器、３は予測符号化器、４は減算器、５は量子化器、６
は加算器、７は予測器、８はコード化器、９はチャネル
分割器、10〜13は誤り訂正符号器、14〜17は変調器、18
〜21は磁気ヘッド、22は磁気テープ、27〜30は等化・検
出器、31〜34は復調器、35〜38は誤り訂正復号器、39は
チャネル合成器、40は予測符号化逆変換器、41はコード
化逆変換器、42は加算器、43は予測器、44は修整器、45
はD/A変換器、46は映像信号出力端子である。記録すべ
きコンポジット信号を映像信号入力端子１及びA/D変換
器２を介して予測符号器３に印加する。（この予測符号
器３は第４図に示したものと同様であり、４〜８につい
ての詳細な説明は省略する。）予測符号器３の出力はチ
ャネル分割器９で４つのデータ列に分割する。分割され
た４つのデータ列は夫々誤り訂正符号化器10〜13及び変
調器14〜17を通った後磁気ヘッド18〜21を介して磁気テ
ープ22に記録される。再生に際しては、磁気テープ22上
に記録されている情報を磁気ヘッド23〜26を介して取り
出し、夫々を等化・検出器27〜30、復調器31〜34及び誤
り訂正復号器35〜38に通す。等化・検出器27〜30は記録
再生過程で発生する劣化や歪を補正し二値（変調方式に
よっては多値の場合もある。）信号に復元する。復調器
31〜34は復元された二値信号（多値の場合もある）を基
に変調器14〜17の逆の操作を施こす。誤り訂正復号器35
〜38は復調器31〜34の出力データに誤りが存在しておれ
ば能力範囲内で誤りデータを訂正する。従って、誤りが
完全に訂正されておれば、誤り訂正復号器35〜38の出力
データ列は夫々誤り訂正符号器10〜13の入力データ列と
等しくなる。誤り訂正復号器35〜38の出力データ列はチ
ャネル合成器39で合成され、予測符号化逆変換器40に印
加される。予測符号化逆変換器40は周知のごとくコード
化逆変換器41、加算器42及び予測器43で構成される。
（予測符号化逆変換器40の詳細な説明は省略する。）予
測符号化逆変換器40の出力は修整器44に印加され、誤り
が残留している画素データを補間して修整し、D/A変換
器45でアナログのコンポジット信号に復元し、映像信号
出力端子46を介して送出する。

次に、第１図に示した実施例に於けるテープパターン
を第２図に示す。同図に於いて、47は磁気テープ、48〜
51はトラックである。このテープパターンはヘリカルス
キャン方式の場合を例示しており、トラック48〜51は夫
々磁気ヘッド18〜21で記録されたトラックである。当然
のことながら磁気ヘッド23〜26は夫々トラック48〜51上
をトレースしながら再生することになる。

一方、第３図は画素図である。同図に於いて、52はｎ
番目のラインの信号波形、53は（ｎ＋１）番目のライン
の信号波形、54〜75は夫々画素を示している。（第５図
と同様の図であり個々の詳細な説明は省略する。）波形
52及び53はNTSC信号の場合を示しており、標本化は色副
搬送波の４倍の場合を示している。第１図に於ける予測
器７及び43の予測方式と画素との関係については、既に
説明した通り同一位相点の画素を使用するのが効果的で
あり、画素71に着目するとこの画素は画素58及び67で予
測される。従って、予測器７及び43は４つ前の画素と
（１水平走査期間＋２画素）前の画素で予測値を作成す
るものとする。

一方、チャネル分割９は予測符号器３の出力の中で、
色副搬送波に対して同一位相点の画素に対応するもの同
志が同一チャネルとなる様に分割する。すなわち、画素
54,58,62,67,……は第１チャネルデータ列、画素55,59,
63,68,72,……は第２チャネルデータ列、画素56,60,64,
65,……は第３チャネルデータ列、画素57,61,66,70,…
…は第４チャネルに夫々チャネルデータ列分割される。
この第１チャネルデータ列〜第４チャネルデータ列は別
々に誤り訂正符号化や変調を施こされた後、夫々別に磁
気ヘッド18〜21を介して磁気テープ22上に記録される。
結局、第１チャネルデータ列〜第４チャネルデータ列に
関する情報は夫々第２図のトラック48〜51に記録され
る。

今、トラック49の一部にドロップアウトが発生して、
第２チャネルデータ列の一部にバースト誤りが発生した
とする。この時、予測符号化逆変換器40の出力に於い
て、画素55,59,63,68,……に誤りが発生する。すなわ
ち、４画素毎に１画素ずつ誤まることになる。この様な
場合でも、誤った画素55,59,63,……の近接画素には誤
りが伝搬しておらずこれらの近接画素を使って補間を高
精度に実行出来る。第１図の修整器44ではこの補間が実
行される。

以上、本発明の実施例を図面とともに説明したが、本
発明はNTSC信号やPAL信号の様なコンポジット信号に特
に効果が高いが、コンポネント信号に対しても予測画素
を画面上でインターリーブ関係にあるものに使用すれば
同様の効果が得られる。

又、記録再生信号として磁気テープを使用するものに
限られるのではなく、ディス状の媒体や光記録にも適用
出来るし、磁気テープの場合でもヘリカルスキャンに限
られるものでもない。

さらに、標本化周波数としては色副搬送波の４倍のみ
ならず３倍やサブナイキスト標本化にも当然適用出来る
し、チャネル分割数についても４分割に限られるもので
はなく標本化や予測方式に適した分割数にすることが出
来る。

発明の効果 以上の説明からも明らかな通り、本発明を使用するこ
とにより、ドロップアウトなどによるバースト誤りが発
生し、さらに予測符号化逆変換の過程で誤りが伝搬して
も、その誤りは所定画素毎にしか発生せず修整をきわめ
て高精度に実行出来る。従って、予測符号化方式での最
大の問題点である誤り伝搬を実質的に克服出来、その結
果として圧縮効率の高い予測符号化方式をDVTRに採用可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の実施例の説明に供する為のテープパターン図、
第３図は第１図の実施例の説明に供する為の画素図、第
４図は従来方式の説明に供する為の予測符号化器のブロ
ック図、第５図は第４図の説明に供する為の画素図であ
る。 ３……予測符号化器、９……チャネル分割器、39……チ
ャネル合成器、40……予測符号化逆変換器、44……修整
器、47……磁気テープ、48〜51……トラック。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録すべきコンポジット映像信号を予測符
   号化して記録再生する映像信号のディジタル記録再生方
   法に於いて、該予測符号化器の出力の内、色副搬送波に
   対して同一位相点のものだけを記録媒体上の同一トラッ
   クに記録することを特徴とする映像信号のディジタル記
   録再生方法。