JP3173034B2 - デジタル映像信号記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号をデジタルデ
ータ化して磁気テープ上に記録し再生するデジタル映像
信号記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルスキャン型の回転ヘッド装置に
よって、磁気テープ上に映像信号などを単位時間毎に１
本ずつの斜めトラックを形成して記録し、これを再生す
る場合に、映像信号をデジタル化して記録再生するデジ
タルＶＴＲが実用化されている。これは、デジタル化す
れば高品位の記録・再生ができるからである。

【０００３】ところで、複数種類の映像信号を記録・再
生できるようにしたＶＴＲが開発されている。即ち、例
えば映像信号にはＮＴＳＣ方式，ＰＡＬ方式等の複数種
類のカラー放送方式があると共に、これらの従来からの
放送方式とは別に、解像度を大幅に向上させたハイビジ
ョンの規格による映像信号（以下ＨＤ信号と称する）が
ある。

【０００４】一方、従来のＶＴＲはそれぞれの機種毎に
記録・再生できる映像信号の規格が決められ、１台のＶ
ＴＲで異なる種類の映像信号を記録・再生することは出
来なかった。このように１台のＶＴＲで１種類の映像信
号しか記録・再生できないのは不便であるので、複数種
類の映像信号を１台のＶＴＲで記録・再生できるように
したＶＴＲが近年開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の複数
種類の映像信号に対応したＶＴＲは、映像信号をアナロ
グ信号として記録するいわゆるアナログＶＴＲであり、
映像信号をデジタルデータとして記録するデジタルＶＴ
Ｒの場合には、再生時に記録された映像信号の種類を判
別するのが困難である不都合があった。即ち、アナログ
ＶＴＲの場合には、再生信号の水平同期信号，垂直同期
信号の周期を検出する等して、記録された映像信号の種
類を判別することが比較的容易に行える。これに対し、
デジタルＶＴＲの場合には、再生信号として何れの規格
の映像信号の場合にも同様にブロック化されたデジタル
データが得られ、データの配列等から映像信号の種類を
判別することは困難であった。

【０００６】また、従来からのＮＴＳＣ方式，ＰＡＬ方
式等の映像信号と、ハイビジョンの規格による映像信号
とでは、表示される画面の縦と横の比（アスペクト比）
が異なり、同一のモニタ受像機に表示させようとした場
合、表示画像の一部がはみ出したり無表示部分が出来た
りしてしまう。即ち、従来からのＮＴＳＣ方式，ＰＡＬ
方式等の映像信号により表示される画像は、図４Ａに示
すように画面の縦と横の比が３：４で、ハイビジョンの
規格による映像信号（ＨＤ信号）で表示される画像は、
図４Ｂに示すように画面の縦と横の比が９：１６であ
る。従って、例えばハイビジョンの規格による映像信号
を表示させるためのアスペクト比の画面のモニタ受像機
に、従来からのアスペクト比３：４の映像信号を表示さ
せた場合、図５Ａに示すように、画面の左右に無表示部
（ハッチングを付して示す）が生じる表示態様と、図５
Ｂに示すように、破線で示す画像の上下が表示されない
表示態様とが考えられる。また、従来からのアスペクト
比３：４の映像信号を表示させるための画面のモニタ受
像機に、ハイビジョンの規格による映像信号を表示させ
た場合、図６Ａに示すように、破線で示す画像の左右が
表示されない表示態様と、図６Ｂに示すように、画面の
上下に無表示部（ハッチングを付して示す）が生じる表
示態様とが考えられる。従来は、これらの表示態様は、
表示される画像に応じて視聴者が手動操作で選択してい
たが、必ずしも適切な表示態様が選択されるとは限らな
かった。

【０００７】本発明はこれらの点に鑑み、複数種類の映
像信号の記録・再生が良好にできるデジタル映像信号記
録装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、映像信号をデ
ジタルデータ化して記録又は再生するデジタル映像信号
記録装置において、デジタルデータのサブコードに、上
記映像信号の種別を示すデータ領域に高精細・標準の信
号方式及び画面のアスペクト比に関する第１のコードと
受像機への表示状態を制御する第２のコードを割当てて
記録するようにしたものである。

【０００９】

【作用】このようにしたことで、再生時に得たサブコー
ドより記録された映像信号の種別が判別でき、複数種類
の映像信号の記録・再生が良好にできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照
して説明する。

【００１１】本例はデジタル映像信号を記録するデジタ
ルＶＴＲに適用したもので、図１に示すように記録系回
路を構成する。即ち、図１において、１Ｙ、１Ｕ、１Ｖ
で夫々示す入力端子には、デジタル輝度信号Ｙ、デジタ
ル色差信号Ｕ、Ｖが供給される。ここで本例において
は、この入力端子１Ｙ、１Ｕ、１Ｖに供給されるデジタ
ル輝度信号Ｙ、デジタル色差信号Ｕ、Ｖは、チューナ４
１が受信した放送信号としての映像信号を、アナログ／
デジタル変換器４２で所定のフォーマットのデジタル映
像信号に変換したものである。この場合、チューナ４１
はＮＴＳＣ方式，ＰＡＬ方式，ＳＥＣＡＭ方式で送信さ
れる映像信号の受信と、ハイビジョン方式で送信される
映像信号の受信とができるようにしてあり、受信した映
像信号の種別情報を、このＶＴＲのシステムコントロー
ラ４０に供給するようににしてある。また、アナログ／
デジタル変換器４２では、上述した各放送方式の映像信
号をデジタルデータ化できるようにしてある。

【００１２】そして、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１Ｖに供給
される各信号のクロックレートは、例えばデジタルＶＴ
ＲのＤ１フォーマットの各コンポーネント信号の周波数
と同一とされる。そして、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１Ｖに
供給される信号のうちブランキング期間のデータを除去
し、有効領域の情報のみをとりだす有効情報抽出回路２
によってデータ量が圧縮される。有効情報抽出回路２の
出力の内で輝度信号Ｙが周波数変換回路３に供給され、
サンプリング周波数が３／４に変換される。この周波数
変換回路３としては、例えば間引きフィルタが使用さ
れ、折り返し歪みが生じないようになされている。周波
数変換回路３の出力信号がブロック化回路５に供給さ
れ、輝度データの順序がブロックの順序に変換される。
ブロック化回路５は、後段に設けられたブロック符号化
回路８のために設けられている。

【００１３】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２つの色差信号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサブライ
ン回路４に供給され、サンプリング周波数が半分に変換
された後、２つのデジタル色差信号が交互にライン毎に
選択され、１チャンネルのデータに合成される。従っ
て、このサブサンプリング及びサブライン回路４からは
線順次化されたデジタル色差信号が得られる。

【００１４】サブサンプリング及びサブライン回路４の
線順次出力信号がブロック化回路６に供給される。ブロ
ック化回路６ではブロック化回路５と同様に、テレビジ
ョン信号の走査の順序の色差データがブロックの順序の
データに変換される。このブロック化回路６は、ブロッ
ク化回路５と同様のブロック構造に変換する。ブロック
化回路５及び６の出力信号が合成回路７に供給される。

【００１５】合成回路７では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号及び色差信号が１チャンネルのデータに変
換され、合成回路７の出力信号がブロック符号化回路８
に供給される。このブロック符号化回路８としては、ブ
ロック毎のダイナミックレンジに適応した符号化回路
（ＡＤＲＣと称する）、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃ
ｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路等が適用でき
る。そして、ブロック符号化回路８の出力信号がシャッ
フリング回路９に供給され、シャッフリングが行われ
る。このシャッフリング回路９でのシャッフリング処理
は、再生時のドロップアウトなどでバースト状のエラー
が生じたときに、そのエラーを画面全体に分散させて目
立たなくするために行うもので、例えばブロック化され
たデータの配列を変化させる。

【００１６】そして、シャッフリング回路９の出力がフ
レーム化回路１０に供給され、フレーム構造のデータに
変換される。このフレーム化回路１０では、画像系のク
ロックと記録系のクロックとの乗り換えが行われる。

【００１７】また、１１はサブコード生成回路を示し、
記録される画像データに付随して記録したい各種データ
が、システムコントローラ４０からこのサブコード生成
回路１１に供給され、記録フォーマットに準じたサブコ
ードデータとされ、この生成されたサブコードデータが
フレーム化回路１０に供給され、画像データと同様のフ
レーム構造に変換される。この場合、サブコード生成回
路１１で生成されるサブコードとしては、記録される映
像信号の種別を示すデータと、再生時に受像機の画面の
アスペクト比が異なるときに、表示態様を自動的に設定
させるデータとが含まれる。この表示態様を自動的に設
定させるデータは、記録される映像信号の内容に応じ
て、例えば記録操作を行う者が所定のキー（図示せず）
の操作によりセットされたものをシステムコントローラ
４０が判断して作成する。なお、表示態様を設定させる
データは、必要がなければ記録しなくても良い。

【００１８】また、図示はしないが、映像に同期したオ
ーディオデータもフレーム化回路１０に供給され、フレ
ーム構造に変換される。

【００１９】そして、フレーム化回路１０の出力信号が
エラー訂正符号のパリティ発生回路１２に供給され、エ
ラー訂正符号のパリティが生成される。パリティ発生回
路１２の出力信号がチャンネルエンコーダ１３に供給さ
れ、記録データの低域部分を減少させるようなチャンネ
ルコーディングがなされる。チャンネルエンコーダ１３
の出力信号が混合回路１４に供給される。混合回路１４
には、ＡＴＦ（自動トラック追従制御）用のパイロット
信号が供給される。このパイロット信号は、記録データ
と周波数分離できる程度の低周波の信号である。混合回
路１４の出力信号が記録アンプ１６ａ、１６ｂとロータ
リートランス（図示せず）を介して磁気ヘッド１７ａ、
１７ｂに供給され、磁気テープに記録される。

【００２０】次に、再生側の構成について図２を参照し
て説明する。

【００２１】図２において磁気ヘッド１７ａ、１７ｂか
らの再生データがロータリートランス（図示せず）及び
再生アンプ２１ａ、２１ｂを介してチャンネルデコーダ
２２及びＡＴＦ回路２３に夫々供給される。チャンネル
デコーダ２２において、チャンネルコーディングの復調
がされ、チャンネルデコーダ２２の出力信号がＴＢＣ回
路（時間軸補正回路）２４に供給される。このＴＢＣ回
路２４において、再生信号の時間軸変動成分が除去され
る。ＡＴＦ回路２３では、再生されたパイロット信号の
ビート成分のレベルからトラッキングエラー信号を発生
し、このトラッキングエラー信号が例えばキャプスタン
サーボの位相サーボ回路に供給される。

【００２２】ＴＢＣ回路２４からの再生データがＥＣＣ
回路２５に供給され、エラー訂正符号を用いたエラー訂
正とエラー修整とが行われる。ＥＣＣ回路２５の出力信
号がフレーム分解回路２６に供給される。

【００２３】フレーム分解回路２６によって、画像デー
タのブロック符号化データの各成分が夫々分離されると
共に、記録系のクロックから画像系のクロックへの乗り
換えがなされる。フレーム分解回路２６で分離された各
データがデシャッフリング回路２７に供給され、シャッ
フリングされたデータから元のデータへの復調が行われ
る。即ち、デシャッフリング回路２７でのデシャッフリ
ング処理により、記録時にブロック化されたデータの配
列を変化させる等してシャッフリングされたデータを、
元の配列に戻させる。

【００２４】そして、デシャッフリング回路２７でデシ
ャッフリングされた再生データがブロック復号回路２８
に供給され、各ブロック単位に原データと対応する復元
データが復号される。ブロック復号回路２８からの画像
データの復号データが分配回路２９に供給される。この
分配回路２９で、復号データが輝度信号と色差信号に分
離される。輝度信号及び色差信号がブロック分解回路３
０及び３１に夫々供給される。ブロック分解回路３０及
び３１は、送信側のブロック化回路５及び６と逆に、ブ
ロックの順序の復号データをラスター走査の順に変換す
る。

【００２５】ブロック分解回路３０からの復号輝度信号
が補間フィルタ３１に供給される。補間フィルタ３１で
は、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓから４ｆｓ
に変換される。補間フィルタ３１からのデジタル輝度信
号Ｙは出力端子３２Ｙに取り出される。

【００２６】一方、ブロック分解回路３３からのデジタ
ル色差信号が分配回路３４に供給され、線順次化された
デジタル色差信号Ｕ、Ｖがデジタル色差信号Ｕ及びＶに
夫々分離される。分配回路３４からのデジタル色差信号
Ｕ、Ｖが補間回路３５に供給され、夫々補間される。補
間回路３５は、復元された画素データを用いて間引かれ
たライン及び画素のデータを補間するもので、補間回路
３５からは、サンプリングレートが４ｆｓのデジタル色
差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子３２Ｕ、３２Ｖに夫
々取り出される。

【００２７】また、フレーム分解回路２６で分離された
データがサブコード抽出回路４３に供給され、このサブ
コード抽出回路４３で再生データに含まれるサブコード
が抽出される。この抽出されたサブコードは、出力端子
４４から各種処理回路に供給されると共に、ＶＴＲ全体
の動作を制御するシステムコントローラ４０に供給され
る。システムコントローラ４０では、サブコードに含ま
れる記録映像信号の種別を示すデータと、記録映像信号
の表示態様を自動的に設定させるデータとを判別する。
記録映像信号の種別を判別すると、各再生信号処理回路
が記録映像信号の種別に対応した再生動作を行うように
制御する。記録映像信号の表示態様の設定データを判別
すると、端子４６を介してモニタ受像機（図示せず）に
表示態様を設定させる制御信号を供給する。さらに、シ
ステムコントローラ４０には液晶ディスプレイ等よりな
る表示装置４５が接続してあり、判別した記録映像信号
の種別と記録映像信号の表示態様の設定状態とを、この
表示装置４５で文字，図形等により表示させる。

【００２８】次に、図１，図２の構成にて記録・再生が
行われるデータのビデオテープ上のトラックパターンに
ついて、図３を参照して説明する。

【００２９】図３Ａは、１トラック（或いは１セグメン
ト）に記録されるデータの配列を示す。図において、ト
ラックの左端がヘッド突入側であり、その右端がヘッド
離間側である。また、斜線を付した領域は、データが記
録されないマージン或いはＩＢＧ（インターブロックギ
ャップ）である。プリアンブル或いはポストアンブルに
は、例えばデータのビット周波数と等しい周波数のパル
ス信号が記録され、再生側に設けられているビットクロ
ック抽出のためのＰＬＬのロックが容易とされている。

【００３０】１トラックのヘッド突入側の端部にＡＴＦ
用のパイロット信号が記録される。その次の区間に符号
化されたビデオデータ及びオーディオデータが記録され
る。更に、このビデオ及びオーディオ区間の後にオーデ
ィオデータのみの記録区間が設けられる。そして、最も
ヘッド離間側に近い記録区間にサブデータが記録され
る。

【００３１】ビデオ及びオーディオ区間は、多数のシン
クブロックからなり、シンクブロックのより詳細なデー
タ配列が図３Ｂに示される。先頭には、ブロックの開始
を示すブロック同期信号が位置し、次にブロックの識別
のためのシンクブロックＳＢが位置し、更に次にＡＤＲ
Ｃの割り当てビット数を決めるためのしきい値ＴＨＲが
位置している。その後のブロックアドレスＢＡは、画面
上のアドレスのためのものである。更に、ＮＥＸＴは、
ブロックの長さを示す。ＡＤＲＣで発生した符号化デー
タとしては、ダイナミックレンジＤＲ′、最小値ＭＩ
Ｎ′、各画素と対応するコード信号のまとまりＢＰＬか
らなる。また、オーディオデータは、この区間の中で、
画像データと分離した区間に挿入される。そして、シン
クブロックの最後にエラー訂正符号のパリティが配され
る。この図３Ｂに示すシンクブロックの配列は、一例で
あって、ビデオデータのデータ量、オーディオデータの
データ量、パリティのデータ量を考慮して、図示しない
データ配列のシンクブロックも使用される。

【００３２】オーディオデータのみの記録区間及びサブ
データの記録区間も、上述と同様のデータ配列とされて
いる。図３Ｃは、サブデータの区間のシンクブロックの
データ配列を示す。

【００３３】先頭には、ブロックの開始を示すブロック
同期信号が位置し、次にＩＤ信号が位置し、更に次にサ
ブデータ（サブコード）が位置している。本例において
は、サブデータの記録エリアの一部に、記録映像信号の
種別を示すデータと、記録映像信号の表示態様を自動的
に設定させるデータとが記録される。シンクブロックの
最後にエラー訂正符号のパリティが配される。ＩＤ信号
は、サブデータの領域を識別するためのコード、スター
トＩＤ、フレームＩＤ、トラックアドレス、スキップＩ
Ｄ、プログラム番号、ブロック番号等が含まれる。この
ＩＤ信号は、通常再生時のみならず、高速再生時に再生
データを使用して画像を復元する時に必要とされる。

【００３４】ここで、サブデータとして記録される記録
映像信号の種別を示すデータと、記録映像信号の表示態
様を自動的に設定させるデータとについて説明すると、
例えば本例のＶＴＲで、ＨＤ信号（ハイビジョン用映像
信号）と、ＮＴＳＣ方式の映像信号と、ＰＡＬ方式の映
像信号と、ＳＥＣＡＭ方式の映像信号との、４種類の映
像信号の記録・再生が可能であるとした場合、次の表１
に示すデータ構成が考えられる。

【００３５】

【表１】

【００３６】この表１に示すように、記録映像信号の種
別を示すデータとして２ビットの種別コードが記録さ
れ、表示態様を設定させるデータとして１ビットの表示
コードが記録される。そして、各映像信号毎に全画像を
表示させる表示コードと表示画面のサイズに合わせて拡
大表示させる表示コードとが用意されている。

【００３７】本例のデジタルＶＴＲはこのように構成し
たことで、複数種類の映像信号の記録・再生が良好に行
われる。即ち、記録時にサブコードとして記録した記録
映像信号の種別を示すデータより、再生した映像信号の
種別が直ちに判断でき、再生映像信号がそれぞれの映像
信号方式に適した方法で再生処理することができる。従
って、複数種類の方式の映像信号が記録・再生できるＶ
ＴＲが、簡単に構成できる。この場合、再生デジタルデ
ータはどの方式であってもブロック配列等に変化がな
く、再生デジタルデータより映像信号方式を判断するこ
とは困難であるので、本例による種別判断がデジタルＶ
ＴＲの場合には特に好適である。

【００３８】また、この記録映像信号の種別を示すデー
タと共に、表示態様を設定させるデータがサブコードと
して記録できるようにしてあるので、再生された映像信
号をモニタ受像機で表示させる場合、画面のアスペクト
比が再生された映像信号のアスペクト比と異なる場合
に、自動的に適切な表示態様が選択される。即ち、例え
ばアスペクト比３：４のＮＴＳＣ方式の映像信号を再生
して、この再生映像信号をアスペクト比９：１６のハイ
ビジョン用のモニタ受像機の画面に表示させるとき、表
示態様として図５Ａ又は図５Ｂに示す２種類が選択でき
るが、再生データ中の表示コードより拡大表示が適して
いるか全体表示が適しているかがシステムコントローラ
４０で判断でき、システムコントローラ４０から端子４
６を介したモニタ受像機への制御指令の供給で、何れか
の表示態様が自動的に選択される。表示コードより全体
表示が適していると判断されるときには、図５Ａに示す
ように、アスペクト比３：４の画像全部を表示させ、表
示コードより拡大表示が適していると判断されるときに
は、図５Ｂに示すように、アスペクト比３：４の画像の
上下をカットして拡大表示させる。図５Ａに示す画像全
部の表示は、画像の隅に字幕などがスーパーインポーズ
されてる場合に、この字幕がカットされないので好適で
ある。また、図５Ｂに示す拡大表示は、アスペクト比が
大きい映画などを、上下にブランクを設けて記録したビ
デオテープを再生する場合などに好適である。アスペク
ト比９：１６のハイビジョン用の映像信号を、アスペク
ト比３：４のモニタ受像機の画面に表示させる場合に
も、同様である。

【００３９】なお、モニタ受像機側が、端子４６から出
力される制御信号により、自動的に表示態様が設定され
るように構成されていない場合には、ＶＴＲの表示装置
４５に再生した表示コードに基づいた文字などのメッセ
ージの表示を行うようにしてあるので、このメッセージ
を再生操作者が見てモニタ受像機を手動で調整すること
で、対応した良好な表示態様が設定される。この場合で
も、自動的ではないが、上述例と同様に良好な表示態様
が設定される。

【００４０】

【発明の効果】本発明によると、再生時に得たサブコー
ドより記録された映像信号の種類が判別でき、再生映像
信号より直接種類を判別するのが困難な場合でも直ちに
映像信号の種類が判り、複数種類の映像信号の記録・再
生が１台のデジタルＶＴＲで良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による記録系回路を示す構成
図である。

【図２】本発明の一実施例による再生系回路を示す構成
図である。

【図３】一実施例によるデータ構成を示す説明図であ
る。

【図４】映像信号による表示画面のアスペクト比を示す
説明図である。

【図５】ハイビジョン用受像機での表示状態を示す説明
図である。

【図６】標準的なアスペクト比の画面の受像機での表示
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

９ シャッフリング回路 １１ サブコード生成回路 ２７ デシャッフリング回路 ４０ システムコントローラ ４１ チューナ ４３ サブコード抽出回路 ４５ 表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 9/79 - 9/898 G11B 20/12 G11B 27/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号をデジタルデータ化して記録又
   は再生するデジタル映像信号記録装置において、 上記デジタルデータのサブコードに、上記映像信号の種
   別を示すデータ領域に高精細・標準の信号方式及び画面
   のアスペクト比に関する第１のコードと受像機への表示
   状態を制御する第２のコードを割当てて記録するように
   したことを特徴とするデジタル映像信号記録装置。