JP3102367B2 - データ記録装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ記録装置及
びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】データとして画像を記録する装置として
は、ＶＴＲ（ビデオ・テープ・レコーダ）が公知であ
り、近年では、ディジタル記録方式をとるディジタルＶ
ＴＲも公知である。ディジタルＶＴＲでは、画像情報を
ディジタル化し、圧縮符号化及び誤り訂正符号化を行
い、所定の変調をしてから磁気テープに記録する。再生
時には、磁気テープから再生ヘッドで再生した信号を復
調し、誤り訂正符号を使って磁気テープに係わる（ゴミ
や傷による）誤りを訂正し、復号器で復号して、記録画
像を復元する。

【０００３】このような従来のディジタル画像記録装置
では、図２に示す記録トラック・パターンにおいて、複
数のトラックで１画面を構成するようにしており、例え
ば、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に第１フィールドの画像信号を記
録し、Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６に第２フィールドの画像信号を
記録するようにしている。これは、ディジタル映像信号
という大量のデータを取り扱うからであるが、特殊再生
や検索の機能を簡単に実現するためにも、複数トラック
がちょうど１画面に対応するように信号配分が行われて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、テレビ会議シス
テムやテレビ電話などの通信分野を中心に、画像データ
の高能率符号化の技術が急速に進展している。また、デ
ィジタルＶＴＲに関しても、長時間記録への要求が高ま
っている。従って、通信分野の画像の高能率符号化技術
をディジタルＶＴＲに応用し、ディジタルＶＴＲの記録
時間の拡大が図られるものと推測される。この場合、少
しでも記録時間の拡大を図るために、可変長符号化、時
間軸相関を用いた処理などにより、あるいは、ドラム回
転数を映像垂直同期信号と非同期とする場合が生じう
る。すると、次の問題が発生する。即ち、映像信号で
は、映像同期信号を基準にして各画素のアドレスを特定
するため、高速検索機能などを考慮すると、映像同期信
号が記録媒体の記録トラック・パターン上で一定の位置
に置かれることが必要であるにもかかわらず、記録時間
の長時間化を図ると各画面の記録が非同期になってしま
う。即ち、記録時間を可能な限り長くしようとすると特
殊再生や画面検索が困難になる。

【０００５】そこで本発明は、このような問題を解消し
たデータ記録装置及び方法を提示することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ記録
装置は、記録媒体上に多数の並列するトラックを形成し
つつ画像データを記録する装置であって、画像データを
入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された
画像データを可変長符号化する可変長符号化手段と、前
記入力手段によって入力された画像データの検索のため
に前記画像データ中から特定画面の画像データを抽出し
て、検索用画像データを生成する生成手段と、前記生成
手段によって生成された検索用画像データを前記可変長
符号化された画像データと共に前記記録トラックに記録
する記録手段とを有し、前記記録手段は、前記検索用画
像データを前記記録トラック上の予め定められた領域に
記録することを特徴とする。

【０００７】本発明に係るデータ記録方法は、記録媒体
上に多数の並列するトラックを形成しつつ画像データを
記録する方法であって、画像データを入力する入力ステ
ップと、前記入力ステップで入力された画像データを可
変長符号化する可変長符号化ステップと、前記入力ステ
ップで入力された画像データの検索のために前記画像デ
ータ中から特定画面の画像データを抽出して検索用画像
データを生成するデータ生成ステップと、前記データ生
成ステップで生成された検索用画像データを可変長符号
化された画像データと共に前記記録トラックに記録する
記録ステップとからなり、前記検索用画像データは、前
記記録トラック上の予め定められた領域に記録されるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。１０はディジタル画像データ（例えば、
ディジタル画像通信網からの情報）が入力する入力端子
であり、その入力データは高能率符号化回路１２及び検
索データ発生回路１４に入力する。高能率符号化回路１
２は、フレーム間符号化器などの、画像の時間相関を利
用した符号化方式に代表される非固定長符号化（１画面
当たりのデータ量が映像情報の内容によって変化する可
変長符号化）を行う。このような符号化方式は、データ
通信分野、例えばテレビ会議システムやテレビ電話シス
テムで公知であり（例えば、テレビジョン学会誌，１９
８５年１０月号（１１）３６１頁）、出力段にバッファ
・メモリを具備し、出力のデータ・レート（時間当たり
のデータ量）は一定である。

【００１０】検索データ発生回路１４は、次のような検
索データを発生する。例えば、年月日やタイム・コード
などの時間に関する情報、プログラム番号、シーン番号
やカット番号などのインデックス情報、内容（データ・
ソース、属性、被写体など）を示す分類情報などであ
る。検索データ発生回路１４の一例を図３に示し、検索
画面の作成手順を図４に示す。入力端子１０からの画像
データはデータ圧縮回路６０に印加され、サブサンプリ
ングなどの手法によりデータ削減され、圧縮される。デ
ータ圧縮回路６０でのデータ削減率としては高能率符号
化回路１２のデータ削減率の更に１／４〜１／１０程度
が適当であろうが、構築するシステムに応じて、例え
ば、より高速の検索に対応させるためには圧縮率を大き
くし、より高画質を望む場合には圧縮率を小さくし、検
索画面の動きをより滑らかにしたい場合には圧縮率をよ
り大きくすればよい。

【００１１】データ圧縮回路６０の出力はメモリ６２に
印加され、メモリ６２は、メモリ制御回路６４からの書
込制御（Ｗ）信号により、数フィールドに１枚の画面
（図４では、＃１と＃６）を記憶する。この記憶を行う
時間間隔が時間分解能を決定する。図４の（１）はデー
タ圧縮回路６０の入力画像、同（２）がメモリ６２に記
憶される圧縮画像（図示例では＃１ｃ，＃６ｃであり、
添字「ｃ」は圧縮データであることを示す。）、（３）
は磁気テープ上の記録配置を示す。メモリ制御回路６４
は、メモリ６２への書込を禁止した画面数（つまり、間
引いた画面数）だけ、メモリ６２の記憶画像を出力させ
る。従って、図４の例では、メモリ６２は同じ画像デー
タを５回出力する。

【００１２】データ合成回路６６は、メモリ６２の出力
画像に対し、前述の合成データ（時間情報、インデック
ス、分類情報など）を合成する。データ合成回路６６の
出力が検索データ発生回路１４の出力になる。

【００１３】検索データ発生回路１４はタイミング制御
回路１６からのタイミング信号に従って、検索データを
スイッチ１８に出力する。スイッチ１８には高能率符号
化回路１２の出力も印加されており、スイッチ１８はタ
イミング制御回路１６からの切換制御信号に従って、高
能率符号化回路１２の出力（以下、主データという）
と、検索データ発生回路１４の出力（以下、副データと
いう）とを選択し、３つの記録信号処理系のバッファ・
メモリ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに印加する。スイッチ１
８の切換は、図４（３）に示す記録配置において、ヘリ
カル・トラックの上端に副データが記録され、その他の
領域に主データが記録されるように、行われる。

【００１４】なお、図４では、１つの圧縮画像（例えば
＃１ｃ）のデータ量を１／４にし、４分割の各ブロック
＃１ｃａ，＃１ｃｂ，＃１ｃｃ，＃１ｃｄをそれぞれ２
回記録している。複数回（ここでは２回）記録するの
は、高速再生時に、検索データが再生される確率を高め
るためである。複数回の記録をヘッド・アジマス角と関
連づけてもよい。例えば、ブロック＃１ｃａ，＃１ｃｃ
の１回目の記録はプラス・アジマスで、２回目の記録は
マイナス・アジマスで、ブロック＃１ｃｂ，＃１ｃｄの
その逆で対応させる。

【００１５】このように、検索用データ（副データ）を
記録パターンの所定位置に記録しておくことにより、図
４に示すように、画像データ（主データ）の記録位置が
一定でなくても、副データの参照により高速検索が可能
になる。高速検索時の磁気ヘッドの軌跡を図５に示す。
図５の斜線部分が検索データの記録部分である。

【００１６】次に、バッファ・メモリ２０Ａ，２０Ｂ，
２０Ｃにおけるデータ配置を説明する。図６はその１ト
ラック分のデータ配置を示し、図７は記録のためのブロ
ック構成を示し、図８は図７の記録ブロック複数個から
なる１トラック内のデータ配列を示す。図６で、Ｄm1，
Ｄm2，Ｄm3，Ｄm4は主画像データを便宜上４区分したも
の、Ｄｓは検索用データ（副データ）、Ｃ１パリティは
内符号、Ｃ２パリティは外符号で、データ記録再生系で
のデータ誤りを検出・訂正するためのものである。な
お、Ｃ１パリティ及びＣ２パリティはメモリ・エリアと
して確保してあるだけであり、このエリアにアクセスし
て実際にＣ１パリティ及びＣ２パリティを形成するの
は、後段のＥＣＣエンコーダ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃで
ある。図７で、Ｓｙｎｃは同期データ、ＩＤはデータ・
ブロックの識別用の信号であり、例えば、映像データ又
は音声データ、主データ又は副データ、副データの分割
画面データ又は各分割画面の特定番号など、副データの
画像データ又は副データの他の検索データ（時間、イン
デックス、分類の各情報）などを分類・識別するのに用
いうる。

【００１７】ＥＣＣエンコーダ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ
は各々、メモリ２０Ａ，２０Ｂ，２０ＣのＣ１パリティ
及びＣ２パリティのメモリ領域を用いて、誤り訂正符号
を生成する。画像記録再生系では、例えば、リード・ソ
ロモン符号のクロス・インターリーブ（ＣＩ−ＲＳ）が
用いられる。変調回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、この
ようにして形成されたメモリ内容を、電磁変換系におい
て最も劣化が少ないと考えられる周波数スペクトルを持
つ符号列に変換する。例えば、８−９変換などを使っ
て、直流成分及び低域成分をほとんと含まないスペクト
ル分布の信号に変換する。変調回路２４Ａ，２４Ｂ，２
４Ｃの出力は記録アンプ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを介し
て記録回転ヘッド２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃに印加され、
磁気テープ３０に記録される。

【００１８】再生系では上記とは逆の手順を踏むことに
なる。再生ヘッド３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ（記録ヘッド
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃと兼用でもよい）により磁気テ
ープ３０の記録データを再生し、再生アンプ３４Ａ，３
４Ｂ，３４Ｃにより増幅して各復調回路３６Ａ，３６
Ｂ，３６Ｃに供給する。復調回路３６Ａ，３６Ｂ，３６
Ｃは変調回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃとは逆の処理を行
う。そして、ＥＣＣデコーダ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ
が、メモリ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃのパリティ・エリア
を使って、電磁変換系における伝送誤り（例えば、ホコ
リや傷によるドロップアウト現象などによる）を検出・
訂正する。メモリ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃのデータ配置
は、図６と同じである。勿論、記録用のメモリ２０Ａ，
２０Ｂ，２０Ｃと兼用してもよい。

【００１９】メモリ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの格納デー
タから、主データ抽出回路４２は主画像データＤm1〜Ｄ
m4のみを抽出し、検索データ抽出回路５０は検索データ
Ｄｓのみを抽出する。この抽出動作では図７のＩＤ信号
が参照される。主映像合成回路４４は主データ抽出回路
４２により抽出された主画像データを合成して、記録前
の入力映像信号に対応した映像データを出力する。検索
画面合成回路４８は、検索データ抽出回路５０により抽
出された検索画像データを合成して、検索データ発生回
路１４の出力に相当する映像データを出力する。検索デ
ータ抽出回路５０が抽出した検索用の他のデータは再生
回路５２で再生され、そのまま出力されたり、スーパー
インポーズ用のキャラクタ・ジェネレータ５４に入力す
る。切換回路４６は通常再生時は主映像合成回路４４の
出力を選択し、検索再生時には検索画面合成回路４８の
出力及びキャラクター・ジェネレータ５４の出力を合成
して出力する。

【００２０】図１では図示を省略したが、例えばマイク
ロコンピュータからなるシステム制御回路が全体を統括
制御する。

【００２１】次に、回転ヘッド及びテープ駆動系の機構
に関して簡単に説明する。図９において、回転ドラム７
０にはヘッド７１ａ，７２ａ，７３ａ；７１ｂ，７２
ｂ，７３ｂが取り付けられており、ヘッド７１ａ，７２
ａ，７３ａと同７１ｂ，７２ｂ，７３ｂは互いに逆アジ
マスになっており、１８０°対向配置されている。１回
転で６本のヘリカル・トラックを形成する場合には、
＋，−の各アジマス角で交互に形成される。これらのヘ
ッドの入出力信号はロータリー・トランスを介して信号
処理回路７４に接続する。信号処理回路７４は図１に示
した回路全体をさす。回転ドラム７０はドラム・モータ
７６によって回転駆動され、ドラム・サーボ回路７８
が、回転速度検出用のＦＧパルス発生回路７９及び回転
位相検出用のＰＧパルス発生回路８０の出力により、回
転ドラム７０の回転を制御している。

【００２２】磁気テープ８２はガイド・ポスト８３，８
４により回転ドラム７０に巻き付けられ、ピンチ・ロー
ラ８５及びキャプスタン８６に挟持された状態でキャプ
スタン・モータ８７により移送される。キャプスタン・
モータ８７の駆動状態は、ＦＧパルス発生回路８８によ
り検出され、サーボ回路８９により制御される。

【００２３】システム制御回路９０は、外部操作パネル
（図示せず）などから指示を受け、サーボ回路７８，８
９の他、信号処理回路７４の動作モード（記録、再生又
は検索など）を制御する。

【００２４】再生時に対して検索時には、テープ８２を
高速で移動させる必要があるので、検索時には、システ
ム制御回路９０は、サーボ回路８９を制御してモータ８
７の回転数を高める。また、検索時にはヘリカル・トラ
ックとヘッドとの相対速度が変化するのを抑えるため
に、ドラム・オフセットという、ドラム回転数を変化さ
せる処理も同時に行うが、この指示信号がシステム制御
回路９０からサーボ回路７８に印加される。

【００２５】高速検索時には、検索データ記録エリア
（図５の斜線部）の再生出力が最も大きくなるようにサ
ーボ制御をロックする。そのロックの手法としては、周
知の通り、再生ヘッド出力から、当該検索データ記録エ
リアに相当するタイミング部分を取り出し、その信号部
分が最大になるようにキャプスタン・モータを制御する
方法や、パイロット多重方式では、検索データ記録エリ
アに相当する部分でパイロット信号をサンプル・ホール
ドし、そのサンプル・ホールドした信号をもとにしてト
ラッキング・エラー信号を作成し、キャプスタン・モー
タを制御する方法などがある。

【００２６】本実施例では、記録媒体の所定位置の部分
に検索用信号を記録し、且つ、画像情報固有の周期に関
わらずに記録トラックを形成するので、記録時間を可能
な限り長くできると同時に、視覚検索を行うことができ
る。従って例えば、テレビ会議システムやテレビ電話シ
ステム又は衛星中継のバックアップ用の画像記録装置に
おいて、記録画像を視覚的に高速検索することができ、
操作性が向上する。更には、ＮＴＳＣ方式とＰＡＬ方式
というように異なるフォーマットを有する映像信号を同
一装置、同一テープに記録し、連続して視覚的に高速検
索できる。別の応用として、大容量のデータ・レコーダ
を使って大量のデータを記録する場合、その測定環境、
記録条件などを映像情報化し、検索データとして記録し
ておけば、事後の検索が非常に容易になる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、入力画像データの検索のために複
数画面中から特定画面を抽出して、検索用画像データを
生成し、その生成された検索用画像データを、可変長符
号化された画像データと共に記録トラックに記録し、し
かも、検索用画像データを記録トラックの所定位置に記
録するので、記録された画像データを検索する時に容易
に内容を把握できるようになり、操作性が著しく向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成ブロック図である。

【図２】 従来のトラック・パターンである。

【図３】 図１の検索データ発生回路１４の構成例であ
る。

【図４】 本実施例による検索データの作成及び記録配
置の説明図である。

【図５】 検索時のヘッド軌跡の説明図である。

【図６】 図１のメモリ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの記憶
配置の説明図である。

【図７】 記録ブロックの構成例である。

【図８】 記録トラックの構成例である。

【図９】 回転ヘッド周辺機構の概略構成図である。

【符号の説明】

１０：ディジタル画像データ入力端子 １２：高能率符号化回路 １４：検索データ発生回路 ２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ：記録ヘッド ３０：磁気テープ ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ：再生ヘッド ４２：主データ抽出回路 ５０：検索データ抽出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−311887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−140272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−154285（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−500417（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 G11B 20/12,27/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に多数の並列するトラックを
   形成しつつ画像データを記録する装置であって、 画像データを入力する入力手段と、 前記入力手段によって入力された画像データを可変長符
   号化する可変長符号化手段と、 前記入力手段によって入力された画像データの検索のた
   めに前記画像データ中から特定画面の画像データを抽出
   して、検索用画像データを生成する生成手段と、 前記生成手段によって生成された検索用画像データを前
   記可変長符号化された画像データと共に前記記録トラッ
   クに記録する記録手段とを有し、前記記録手段は、前記
   検索用画像データを前記記録トラック上の予め定められ
   た領域に記録することを特徴とするデータ記録装置。
2. 【請求項２】 記録媒体上に多数の並列するトラックを
   形成しつつ画像データを記録する方法であって、 画像データを入力する入力ステップと、前記入力ステップで 入力された画像データを可変長符号
   化する可変長符号化ステップと、前記入力ステップで 入力された画像データの検索のため
   に前記画像データ中から特定画面の画像データを抽出し
   て検索用画像データを生成するデータ生成ステップと、前記データ生成ステップで 生成された検索用画像データ
   を可変長符号化された画像データと共に前記記録トラッ
   クに記録する記録ステップとからなり、前記検索用画像
   データは、前記記録トラック上の予め定められた領域に
   記録されることを特徴とするデータ記録方法。