JP2751828B2 - 動画像信号記録再生装置 - Google Patents

動画像信号記録再生装置

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JP2751828B2
JP2751828B2 JP6089266A JP8926694A JP2751828B2 JP 2751828 B2 JP2751828 B2 JP 2751828B2 JP 6089266 A JP6089266 A JP 6089266A JP 8926694 A JP8926694 A JP 8926694A JP 2751828 B2 JP2751828 B2 JP 2751828B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動画像信号を圧縮符号化
して記録媒体に記録し再生する動画像信号記録再生装置
に関し、特に画像データの訂正不能なビット誤りに対し
補間処理を行う動画像信号記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の動画像信号記録再生装置の
一例を示すブロック図である。記録側には、入力するア
ナログ動画像信号201をディジタル動画像データ20
2に変換するA−D変換回路21と、ビットレートが予
め定めた値を超えないようにディジタル動画像データ2
02を圧縮符号化する圧縮回路22と、ビットレートが
予め定めた値を超えないように圧縮回路22を制御する
符号量制御回路23と、圧縮データ203に誤り訂正符
号を付加する誤り訂正符号付加回路24と、誤り訂正符
号が付加されたデータ204をディジタル記録に適した
符号に変換して記録データ205として記録再生手段2
6へ供給する変調回路25とを備えている。
【0003】記録再生手段26は、記録アンプ、記録ヘ
ッド、再生ヘッド、再生アンプ、再生波形整形回路等
(図示省略)を有しており、記録データ205を磁気テ
ープや光ディスク等の記録媒体に記録すると共に、記録
媒体に記録されたデータを読み出して再生データ207
として出力する。なお、記録再生手段26の記録再生処
理の制御は、記録再生制御回路27から出力される制御
信号206により行われ、制御信号206はユーザのボ
タン操作に基づき生成される。
【0004】また、再生側には、記録再生手段26が出
力する再生データ207を復調する復調回路28と、復
調処理されたデータ208の誤り訂正および誤り検出処
理を行う誤り訂正・誤り検出回路29と、誤り訂正済デ
ータ209に対して訂正不能な誤り部分に補間処理を行
う誤り補間回路30と、誤り補間処理されたデータ21
1を伸長して動画像データ212として出力する伸長回
路31と、動画像データ212をアナログ動画像信号2
13に変換するD−A変換回路32とを有している。
【0005】次に動作を説明する。
【0006】圧縮回路22は、予測符号化を用いた圧縮
方式や、離散コサイン変換を用いた圧縮方式等を使用し
てディジタル動画像データ202に対してデータ圧縮を
行う。この場合、編集や特殊再生等を容易に実現するた
めに、データ圧縮処理は単位領域毎に完結させ、かつ単
位領域毎のビットレートを制御する必要があるため、符
号量制御回路19を設けて単位領域毎のビットレートが
予め定めた値を超えないようにしている。なお、単位領
域としては、フレーム単位、フィールド単位、あるいは
画面内の小領域単位とすることが多い。また、データ圧
縮方式、単位領域の大きさ、およびビットレート等は、
記録再生装置の再生画質、記録時間、機能、用途等に応
じて決定する。
【0007】ところで、記録再生手段26において記録
媒体から読み出された再生データ207にはビット誤り
が含まれることが多い。このビット誤りは、記録媒体に
付着した塵芥、記録媒体上の瑕、ヘッドの目詰まり、あ
るいはノイズ等によって発生する。誤り訂正・誤り検出
回路29は、訂正可能なビット誤りに対しは訂正処理を
行って訂正済データ209として出力するが、訂正不能
なビット誤りに対しては誤り検出を行い、訂正不能な誤
り部分を示すエラーフラグ信号210を出力する。
【0008】誤り補間回路30は、訂正済データ209
およびエラーフラグ信号210をそれぞれ受け、訂正不
能なビット誤りによる画質劣化が目立たないように補間
処理を行う。一般的に、圧縮符号化された画像データに
誤りが発生したとき、正しく補間が行われなければ空間
的に隣接した周囲の画素に誤りが波及する。例えば、離
散コサイン変換による圧縮方式を採用した場合、変換ブ
ロック単位で補間するわけであるが、ビット誤りの影響
を受けた変換ブロックの空間的面積は大きくなり効果的
な補間は行われ難い。このため、ビット誤りの発生した
部分のデータを1画面前の同位置部分のデータで置き換
えて補間している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
動画像信号記録再生装置では、訂正不能なビット誤りに
対して画質劣化が目立たないように補間処理を行うため
に、訂正不能なビット誤りが発生した部分のデータを、
1画面前の同位置部分のデータで置き換えている。しか
し、この1画面前の同位置部分のデータが既に誤り補間
処理されていた場合には、結果的に、2画面前の同位置
部分のデータで置き換えることになる。更に、この2画
面前の同位置部分のデータが既に誤り補間がなされてい
た場合には、3画面前の同位置部分のデータで置き換え
ることになる。
【0010】すなわち、図6に示すように、画面A0の
領域a0(斜線部分)に訂正不能な誤りが発生したと
き、1画面前の画面A1の同位置の領域a1のデータで
置き換えることになるが、この1画面前の画面A1の同
位置において同様な訂正不能な誤りが発生していた場合
には、更に1画面前の画面A2の領域a2のデータで置
き換えている。従って、結果的には領域a0、a1、a
2が全て同じデータになり、領域a0、a1、a2に訂
正不能なビット誤りが発生しなくなるまで過去の画面の
誤りデータがずっと残ることになる。画面A0,A1,
A2が動画像である場合、誤りのない部分は通常の動画
像であるが、誤り補間が行われた領域a0、a1、a2
の部分は静止状態となり、不自然で見苦しくなるという
問題点がある。
【0011】特に、記録媒体上の瑕や塵芥に起因して発
生する訂正不能なビット誤りは、記録媒体上の複数トラ
ックにまたがって発生し、かつ各トラックでは同じ場所
に発生することになるので、上記問題の発生する可能性
は非常に高くなる。また、動画像を複数チャンネル、複
数トラックで記録するような記録再生装置においては、
記録媒体上の瑕や塵芥の他に、記録ヘッドや再生ヘッド
の故障等によって1系統のデータが再生不能になるよう
な場合があり、同様な問題が起き易い。更に、一般にデ
ィジタル通信機器やディジタル記録機器においては、誤
り訂正効率を高めるためにインターリーブやシャフリン
グ等によって画面内や小領域内でのデータの並び換え処
理を行うが、上記問題点を解決できるほどの誤り訂正能
力を持たせることはできず、結局、訂正不能な部分に対
しては誤り補間に頼ることになるので、上記問題点は解
決できない。
【0012】本発明の目的は、訂正不能なビット誤りに
対して1画面前の同位置部分のデータで置き換えて補間
する場合、複数の動画像面の同位置に連続して訂正不能
なビット誤りが発生しても、誤り発生部分が更新されず
に静止状態になるのを防止でき、自然な動きの誤り補間
処理を行うことができる動画像記録再生装置を提供する
ことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の動画像信号記録
再生装置は、ディジタル動画像データを圧縮符号化する
圧縮手段と、この圧縮手段が出力する圧縮データにダミ
ーデータを付加して各1画面期間のデータ量が等しくな
るようにするダミーデータ付加手段と、このダミーデー
タ付加手段が出力する1画面期間のデータを複数のデー
タ領域に分割し1画面期間毎に予め定められた順序に前
記データ領域を並び換えて出力すると共に前記データ領
域の並び方を示す信号を出力するデータ領域並び換え手
段と、このデータ領域並び換え手段が出力するデータお
よび前記並び方を示す信号をそれぞれ受け誤り訂正符号
を付加して記録データを生成する記録データ生成手段
と、前記記録データを記録媒体に記録すると共に前記記
録媒体から読み出して再生データとして出力する記録再
生手段と、前記記録再生手段が出力する前記再生データ
に対して誤り訂正処理および誤り検出処理を行って誤り
訂正済データおよび訂正不能な誤り検出位置を示すエラ
ーフラグ信号をそれぞれ出力すると共に前記並び方を示
す信号を抽出して出力する誤り訂正検出手段と、この誤
り訂正検出手段が出力する前記誤り訂正済データと前記
エラーフラグ信号と前記並び方を示す信号とをそれぞれ
受け前記並び方を示す信号に基づき前記誤り訂正済デー
タのデータ領域の並び方を元に戻すと共に前記エラーフ
ラグ信号も修正して出力するデータ領域並び戻し手段
と、このデータ領域並び戻し手段が出力する1画面期間
のデータ内の訂正不能な誤り部分のデータを前記エラー
フラグ信号に基づき1画面前の同じ位置のデータで置換
する誤り補間手段と、この誤り補間手段によって補間処
理されたデータを伸長してディジタル動画像データに復
号する伸長手段とを備える。
【0014】上記構成において、前記記録再生手段が2
系統の記録再生機能を有している場合、前記データ領域
並び換え手段は、前記ダミーデータ付加手段が出力する
1画面期間のデータを4つのデータ領域V00,V0
1,V10,V11に等分割し、1画面期間毎にV00
→V01→V10→V11の順序とV11→V10→V
01→V00の順序とを交互に繰り返して出力し、前記
記録再生手段は、前記4つのデータ領域に分割されて入
力してくるデータを前半部および後半部とに分割して前
記2系統の記録再生機能によりパラレルに記録し再生す
るようにしてもよい。
【0015】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0016】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。記録側には、入力するアナログ動画像信号10
1をディジタル動画像データ102に変換するA−D変
換回路1と、ビットレートが予め定めた値を超えないよ
うにディジタル動画像データ102を圧縮符号化して圧
縮データ103として出力する圧縮回路2と、ビットレ
ートが予め定めた値を超えないように圧縮回路2を制御
する符号量制御回路3と、1フレーム期間の圧縮データ
103にダミーデータを付加して各フレーム期間のデー
タ量が等しくなるようにするダミーデータ付加回路4
と、制御信号105に応じて1フレーム期間のデータ1
04を複数のデータ領域に分割してデータ領域の並び換
え処理を行うデータ領域並べ換え回路5と、データ領域
の並び換えを制御する制御信号105およびデータ領域
の並び方を示す信号107を出力する並び換え制御回路
6と、データ領域が並び換えられたデータ106および
データ領域の並び方を示す信号107に対して誤り訂正
符号を付加する誤り訂正符号付加回路7と、誤り訂正符
号が付加されたデータ108をディジタル記録に適した
記録データ109に変換して記録再生手段9へ供給する
変調回路8とを有している。
【0017】記録再生手段9は、例えば、2系統の記録
アンプ、記録ヘッド、再生ヘッド、再生アンプ、再生波
形整形回路等をそれぞれ備えており、入力される記録デ
ータ109を2系統のデータに分割してパラレルに記録
媒体に記録し再生する。この場合、1系統のときの半分
のクロック速度でそれぞれデータ処理を行う。なお、記
録再生手段9の記録再生処理の制御は、記録再生制御回
路10から出力される制御信号110により行われる。
【0018】また、再生側には、記録再生手段9により
再生された再生データ111を復調する復調回路11
と、復調処理されたデータ112の誤り訂正および誤り
検出処理を行う誤り訂正・誤り検出回路12と、並び戻
し制御回路14からの制御信号116に応じてデータ領
域の並び方を元に戻すデータ領域並び戻し回路13と、
訂正不能な誤り部分に対して補間処理を行う誤り補間回
路15と、誤り補間処理されたデータ119を伸長して
動画像データ120に復号する伸長回路16と、動画像
データ120をアナログ動画像信号121に変換して出
力するD−A変換回路17とを有している。
【0019】次に動作を説明する。
【0020】圧縮回路20は、予測符号化を用いた圧縮
方式や離散コサイン変換を用いた圧縮方式等を使用し
て、ディジタル動画像データ102のデータ圧縮を行
う。この場合、編集や特殊再生等を容易に実現するため
に、データ圧縮処理は単位領域毎に完結させ、かつ単位
領域毎のビットレートが予め定めた値を超えないように
圧縮する。なお、ここでは、単位領域としてフレーム単
位とし、1フレームが1画面に対応している。
【0021】ところで、圧縮データ103は、所定のビ
ットレートを超えないように制御されたデータであり、
また、画像の絵柄によってデータ圧縮の程度が異なるの
で、各フレーム期間毎に圧縮後のデータ量は異ってい
る。ここで、ダミーデータ付加回路4を設けて各フレー
ム期間のデータ量が一定になるようにしている。例え
ば、図2に示すように、原画像1フレーム期間の輝度信
号および色差信号が、輝度データYの量および色差デー
タCの量にそれぞれデータ圧縮された場合、予め定めら
れたデータ量に満たない分だけダミーデータDを付加す
ることにより、各1フレーム期間のデータ量が一定値に
なるようにしている。一般に平坦な絵柄の画像データで
は大きなデータ圧縮が起き易く、従って、付加するダミ
ーデータ量も多くなる。
【0022】データ領域並び換え回路5は、ダミーデー
タが付加されたデータ104に対して、並び換え制御回
路6からの制御信号105に基づき1フレーム期間毎に
複数のデータ領域に分割して並び換える。並び換え制御
回路6には、データ領域分割方法およびデータ領域並び
換え方法が予め設定されており、フレーム期間毎にデー
タ領域の並び方が変化するように制御信号105を生成
する。例えば、図3(a)に示すように、1フレーム期
間のデータを4つのデータ領域V00,V01,V1
0,V11に等分割し、V00→V01→V10→V1
1の順で出力したとすれば、次のフレームでは、図3
(b)に示すように、V11→V10→V01→V00
の順で出力し、以下これを交互に繰り返えす。同時に、
各フレームのデータ領域の並び方を示す信号107を生
成して誤り訂正符号付加回路7へ出力する。
【0023】誤り訂正符号付加回路7は、データ領域が
並び換えられたデータ106およびデータ領域の並び方
を示す信号107に対して誤り訂正符号付加処理を行
う。変調回路8は、誤り訂正符号が付加されたデータ1
08をディジタル記録に適した記録データ109に変換
して記録再生手段9へ供給する。
【0024】記録再生手段9は、記録データ109を2
系統のデータに分割して記録し再生する。いま、図3
(a)に示したように1フレーム期間のデータ領域が、
V00→V01→V10→V11の順で入力してきたと
すれば、右半分のデータ領域V00,V01および左半
分のデータ領域V10,V11に2分割して2系統でそ
れぞれパラレルに記録し、また、このように記録したデ
ータを2系統で再生する場合は、入力してきた順に出力
する。次のフレームでは、図3(b)に示したように、
データ領域がV11→V10→V01→V00の順で入
力してくるので、右半分のデータ領域V11,V10お
よび左半分のデータ領域V01,V00に分割し、前フ
レームで領域V00,V01を記録した系統で領域V1
1,V10を、また、前フレームで領域V10,V11
を記録した系統で領域V01,V00をそれぞれパラレ
ルに記録する。再生する場合は入力してきた順に出力す
る。
【0025】誤り訂正・誤り検出回路12は、復調回路
11により復調されたデータ112に対して、訂正可能
なビット誤りの訂正処理を行うと共に、訂正不能なビッ
ト誤りの検出処理を行い、誤り訂正済データ113およ
び訂正不能な誤り部分を示すエラーフラグ信号114を
出力する。同時に、データ領域の並び方を示す信号11
5を抽出して並び戻し制御回路14へ出力する。
【0026】並び戻し制御回路14は、データ領域の並
び方を示す信号115に基づき、記録側で行ったデータ
領域の並び換えを元に戻すように制御信号116を生成
してデータ領域並び戻し回路13へ出力する。データ領
並び戻し回路13は、制御信号116に応じて誤り訂
正済データ113のデータ領域の並び戻し処理を行う。
すなわち、図3(a)に示したように、訂正済データ1
13のデータ領域がV00→V01→V10→V11の
順に入力してきた場合はそのままの順で出力し、図3
(b)に示したように、V11→V10→V01→V0
0の順に入力してきた場合には逆に並び換えて、データ
領域がV00→V01→V10→V11の順になるよう
にして出力する。同時に、データ領域の並び戻しに合わ
せてエラーフラグ信号114を並び替え、修正済エラー
フラグ信号118として誤り補間回路15へ出力する。
【0027】誤り補間回路15は、データ領域が並び戻
されたデータ117および修正済エラーフラグ信号11
8を受け、訂正不能なビット誤りが発生した部分のデー
タを、1画面前の同位置部分のデータで置き換えて補間
処理を行う。誤り補間処理されたデータ119は伸長回
路16により伸長されて動画像データ120にされた
後、D−A変換回路17によってアナログ動画像信号1
21に変換される。なお、誤り補間回路27は、伸長回
路28の後に配置してもよい。すなわち、データ領域が
並び戻されたデータ117に対して伸長処理を行って画
像データに復号した後に補間処理を行ってもよい。この
場合の補間処理は、取扱うデータが圧縮処理されたデー
タか伸長処理されたデータかの違いだけであり、同様に
動作することは明らかである。
【0028】このように、1フレーム期間のデータを複
数のデータ領域に分割し、フレーム期間毎にデータ領域
を並び換え、記録再生手段内で2系統で記録し、2系統
で再生したデータを元のデータ領域の並びに戻して補間
処理することにより、記録媒体上の塵芥や瑕によって同
じ位置に複数フレームにわたって訂正不能なビット誤り
が発生しても、効果的に誤り補間を行うことができる。
例えば、図3(a)に示した1フレーム期間のデータに
おいて、各トラックの最初の方に誤りが集中するような
場合、最初のデータ領域V00に訂正不能なビット誤り
が生じても、1フレーム前のデータでは、図3(b)に
示したように、最初のデータ領域V11に訂正不能なビ
ット誤りが発生し、データ領域V00にはビット誤りが
生じる可能性は非常に少ない。従って、ビット誤りが生
じていない1フレーム前のデータ領域V00を使用して
補間することができる。
【0029】すなわち、図4に示すように、ある1フレ
ームのデータの最初のデータ領域V00に生じた訂正不
能なビット誤りが、画面A0の単位領域a0(斜線部
分)に対応しているとすれば、1フレーム前のデータの
最初のデータ領域V11に生じた訂正不能なビット誤り
は、1画面前の画面A1の単位領域b1に対応してい
る。また、2フレーム前のデータの最初のデータ領域V
00に生じた訂正不能なビット誤りは画面A2の単位領
域a2に対応し、多くの場合において1フレーム前の同
位置のデータには誤りが生じることはない。更に、記録
再生手段内の2系統のうち1系統が故障等によって動作
しない場合でも、1フレーム期間毎に1フレーム期間内
のデータ領域の並び方が変更されるので、動画像に与え
る影響を少なくでき、自然な動きの誤り補間を行うこと
ができる。
【0030】なお、データ領域並び換え回路5における
データ領域分割方法およびデータ領域並び換え方法は、
特に限定されることはなく、例えば、図4において、あ
る1フレームのデータ領域をV00→V01→V10→
V11の順で出力し、次のフレームではV01→V10
→V11→V01の順とし、更に次のフレームではV1
0→V11→V00→V01の順とし、また更に次のフ
レームではV11→V00→V01→V10の順という
ように並び換えてもよい。また、本実施例においては、
1画面を1フレームに対応させて説明したが、1画面を
1フィールドとしても同様に動作することは明らかであ
る。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明の動画像信号
記録装置によれば、1画面期間のデータを複数のデータ
領域に分割し、画面毎に並び換えて記録し、再生データ
のデータ領域を元の並びに戻しした後、訂正不能な誤り
部分を1画面前のデータにより置換することにより、記
録媒体上の塵芥や瑕によって連続して同様な訂正不能な
ビット誤りが発生しても、各画面毎に誤り位置が変化す
るので、従来のように、誤り発生部分が静止状態にはな
らず、効果的な誤り補間を行うことができ、視覚的に自
然な動きの画質劣化の少ない動画像信号を記録再生でき
る。
【0032】また、記録再生手段が2系統で記録再生す
る場合、2系統のうち1系統が故障して動作しなくて
も、1フレーム期間毎にデータ領域の並び方が変更され
るので、動画像に与える影響を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示したダミーデータ付加回路4の出力デ
ータ104の1フレーム期間内のデータ構成例を示す図
である。
【図3】図1に示したデータ領域並び換え回路5におけ
るデータ領域の並び換え例を示す図である。
【図4】本実施例の誤り補間処理を説明するための図で
ある。
【図5】従来の動画像信号記録再生装置の一例を示すブ
ロック図である。
【図6】従来の誤り補間処理を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
1 A−D変換回路 2 圧縮回路 3 符号量制御回路 4 ダミーデータ付加回路 5 データ領域並び換え回路 6 並び換え制御回路 7 誤り訂正符号付加回路 9 記録再生手段 12 誤り訂正・誤り検出回路 13 データ領域並び戻し回路 14 並び戻し制御回路 15 誤り補間回路 16 伸長回路 17 D−A変換回路 101,121 アナログ動画像信号 102,120 ディジタル動画像データ 105 並び換え制御信号 107,115 データ領域の並び方を示す信号 109 記録データ 111 再生データ 113 誤り訂正済データ 114,118 エラーフラグ信号 116 並び戻し制御信号

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル動画像データを圧縮符号化す
    る圧縮手段と、この圧縮手段が出力する圧縮データにダ
    ミーデータを付加して各1画面期間のデータ量が等しく
    なるようにするダミーデータ付加手段と、このダミーデ
    ータ付加手段が出力する1画面期間のデータを複数のデ
    ータ領域に分割し1画面期間毎に予め定められた順序に
    前記データ領域を並び換えて出力すると共に前記データ
    領域の並び方を示す信号を出力するデータ領域並び換え
    手段と、このデータ領域並び換え手段が出力するデータ
    および前記並び方を示す信号をそれぞれ受け誤り訂正符
    号を付加して記録データを生成する記録データ生成手段
    と、前記記録データを記録媒体に記録すると共に前記記
    録媒体から読み出して再生データとして出力する記録再
    生手段と、 前記記録再生手段が出力する前記再生データに対して誤
    り訂正処理および誤り検出処理を行って誤り訂正済デー
    タおよび訂正不能な誤り検出位置を示すエラーフラグ信
    号をそれぞれ出力すると共に前記並び方を示す信号を抽
    出して出力する誤り訂正検出手段と、この誤り訂正検出
    手段が出力する前記誤り訂正済データと前記エラーフラ
    グ信号と前記並び方を示す信号とをそれぞれ受け前記並
    び方を示す信号に基づき前記誤り訂正済データのデータ
    領域の並び方を元に戻すと共に前記エラーフラグ信号も
    前記データ領域の並び戻しと同様の並び替えを行って
    力するデータ領域並び戻し手段と、このデータ領域並び
    戻し手段が出力する1画面期間のデータ内の訂正不能な
    誤り部分のデータを前記エラーフラグ信号に基づき1画
    面前の同じ位置のデータで置換する誤り補間手段と、こ
    の誤り補間手段によって補間処理されたデータを伸長し
    てディジタル動画像データに復号する伸長手段とを備え
    ることを特徴とする動画像信号記録再生装置。
  2. 【請求項2】 前記記録再生手段が2系統の記録再生機
    能を有している場合、前記データ領域並び換え手段は、
    前記ダミーデータ付加手段が出力する1画面期間のデー
    タを4つのデータ領域V00,V01,V10,V11
    に等分割し、1画面期間毎にV00→V01→V10→
    V11の順序とV11→V10→V01→V00の順序
    とを交互に繰り返して出力し、前記記録再生手段は、前
    記4つのデータ領域に分割されて入力してくるデータを
    前半部および後半部とに分割して前記2系統の記録再生
    機能によりパラレルに記録し再生することを特徴とする
    請求項1記載の動画像信号記録再生装置。
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