JP3185624B2 - 高速再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタルビデオテープ
レコーダーなどに用いられる、通常速度より速い速度で
再生し画像出力する高速再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録再生技術と画像データの
高効率圧縮技術の発達に伴い、ビデオテープレコーダー
のディジタル化が進んできている。これらの装置では通
常記録再生だけだけではなく、ＶＨＳで実現されている
ように高速再生動作の実現が要求されている。しかし、
一般に圧縮したディジタル画像データのヘリキャルスキ
ャンによるテープの記録再生方式は、高速再生動作の画
質が望ましいものではなく、その画質改善が重要な課題
である。そこで、既に数多くの改善案が提出されている
が、それらは高速再生用の特別のデータを記録する方式
と、通常記録再生用のデータのみを用いて高速再生する
方式の２種類に大別できる。

【０００３】高速再生用の特別のデータを記録する方式
としては、２種類の圧縮率を用いる方法（特開昭６３−
１７９６７９号公報）、ヘリキャルスキャンのトラック
とは別に高速再生専用トラックを設ける方法（特開平４
−３２５９６９号公報）、高速再生用データをサブデー
タ領域に記録する方式（特開平４−３４６５８４号公
報）などがある。これらの方式では、高速再生用の専用
データを生成する専用ハードウェアが必要であり、また
通常再生に着目したときテープ上の記録密度を最大限に
利用する事ができない。

【０００４】一方通常記録再生用のデータのみを用いて
高速再生する方式としてはシャフリング、デシャフリン
グと呼ばれるデータの並べ替えにより画面上で同一時刻
のデータを互いに隣接させることで高速再生の画質を改
善し、高速再生時は単独のデータブロックで伸張可能な
基礎データ部分のみで伸張することで通常再生の画質と
両立させる方式（特開平５−２５２４７６号公報、特開
平５−２６６５９７号公報など）がある。この方式では
高速再生用専用データを生成記録させる特別なハードウ
ェアを必要としない。後者の方式を採用したディジタル
ビデオテープレコーダーの規格として、ＨＤディジタル
ＶＣＲコンフェアレンス（HD DIGITAL VCR CONFERENC
E）によるスペシフィケイション・オブ・コンスーマ−
ユース・ディジタルＶＣＲｓ・ユージング・６．３ｍｍ
・マグネティック・テープ（Specification of Consume
r-Use Digital VCRs Using 6.3mm Magnetic Tape）（以
下ＤＶＣフォーマットと略す）が提案されている。

【０００５】以下、ＤＶＣフォーマットに基づく基本的
な高速再生装置の従来例を説明する。

【０００６】図１０は、この従来の高速再生装置の構成
をしめす構成図である。図１０において、磁気テープ１
は通常速度と高速度で駆動可能な磁気テープ駆動部１０
２により駆動され、またシリンダ３の１組のヘッド４ａ
と４ｂによりスキャンされ、その出力であるデータブロ
ックは端子Ａを経て誤り訂正部５に接続される。誤り訂
正部５の訂正出力は訂正結果に応じて開閉する取り込み
選択スイッチ６を経由してメモリ７に記憶される。メモ
リ７より、選択され読み出されたデータブロックは、伸
張処理部８で伸張処理された後、出力メモリ９に一旦記
憶され、端子Ｂから映像出力される。

【０００７】以上のように構成された従来の高速再生装
置について、まずその磁気テープ１上の記録形態を説明
し、ついてその動作に関して、順方向の高速再生動作
（以下キュー動作と略す）、逆方向の高速再生動作（以
下リビュー動作と略す）について順次説明する。

【０００８】本従来例では、磁気テープ１の記録形態は
上述したＤＶＣフォーマットに基づくものであるが、ま
ず、図２、図３、図４を用いて磁気テープ１の記録形態
と出力画像との対応関係を説明する。図２は磁気テープ
１の記録形態を示す形状図である。１フレームの画像デ
ータは１３５０個のデータブロックで構成され、磁気テ
ープ１上では、図２に示すように１０本のトラックに分
割記録されている。各トラックに１３５個のデータブロ
ックが含まれる。図中のデータブロック（０，１）と
は、第０トラックの第１データブロックを意味するもの
とする。ＤＶＣフォーマットによれば、磁気テープ１に
は画像データ以外にもオーディオデータや付随情報のデ
ータブロックが記録されているが、本従来例とは直接の
関係がないので省略する。

【０００９】図３は１フレームの画面の構造を示す構造
図である。図３で１フレームの画面は１３５０個のマク
ロブロックと呼ばれる矩形領域に分割され、個々のマク
ロブロックが図２の磁気テープ１上のデータブロックに
対応する。また、磁気テープ１上の１本のトラックに記
録される１３５個のデータブロックは、画面上で図３に
示すように一本の帯状の領域に整列するマクロブロック
に対応している。図４は、５個のマクロブロックから構
成されるビデオセグメントの中でのデータ圧縮の形態を
示す構造図である。

【００１０】図４で、１つのビデオセグメントは、デー
タブロック（０，１）、データブロック（６、２８）、
データブロック（２、５５）、データブロック（８、８
２）、データブロック（３、１０９）に対応するビデオ
セグメントに対応し、これは図３でハッチング部分で示
すように画面上互いに離れた位置関係にある５つのマク
ロブロックから構成されている。また、ビデオセグメン
トは、図４で３０個の圧縮単位のデータに分割され、１
つのデータブロックには６個の圧縮単位のデータが格納
される。各圧縮単位は基礎データと高域データからな
り、高域データは図中矢印Ｘに示すように１つのデータ
ブロックから同一ビデオセグメントの他のデータブロッ
クの空き領域に分割格納される構造となっている。その
ため、基礎データと高域データからなるすべての圧縮デ
ータを使って伸張処理し、元の画像に復元しようとすれ
ば、ビデオセグメントに含まれる５つのデータブロック
が磁気テープ１の同一フレームから再生され揃わなけれ
ばならない。

【００１１】逆に高速再生の場合など５つのデータブロ
ックが同一フレームから揃わない場合、高域データを使
用せず、基礎データのみから伸張処理することで、不完
全ではあるが復元画像を得ることができる。

【００１２】次に従来例の動作として、キュー動作につ
いて説明する。いま、磁気テープ駆動部１０２が磁気テ
ープ１を通常速度に対して９．５倍の速度で駆動してお
り、シリンダ３の回転速度は通常再生の場合と同じ速度
であるとする。図１１はヘッド４ａ、ヘッド４ｂの中心
点が磁気テープ１上に描く、ある２回分のスキャン軌跡
を示すものである。図１１で、ヘッド４ａの軌跡はシリ
ンダ３の半回転で描かれ、ヘッド４ｂの軌跡は、それに
続くシリンダ３の半回転で描かれる。磁気テープ１の駆
動速度が９．５倍速であるから、ある一本のヘッド軌跡
は９．５−１＝８．５本のトラックを横断することにな
り、また各スキャンの開始位置に当たるトラック番号は
９．５−１０＝−０．５、即ち０．５ずつ小さくなるこ
ととなる。磁気テープ１上のトラックは偶数番号のトラ
ックはプラスアジマス角で、奇数番号のトラックはマイ
ナスアジマス角でそれぞれ生成され、ヘッド４ａはプラ
スアジマス角、ヘッド４ｂはマイナスアジマス角を持つ
とすると、図１１に示す２回のスキャンでは磁気テープ
１からハッチングで示した部分のデータブロックを再生
することとなる。

【００１３】誤り訂正部５は、再生されたデータブロッ
クを入力し、データブロック単位に誤り訂正処理を行
い、訂正後のデータブロックを取り込み選択スイッチ６
へ送るとともに、訂正処理したデータブロックの処理後
の信頼性が充分であれば取り込み選択スイッチ６をオン
状態とし、信頼性に欠けると判断すれば取り込み選択ス
イッチ６をオフ状態とさせる。すなわち、誤り誤り訂正
処理を受けたデータブロックは、誤りのないもののみ選
択スイッチ６を経由してメモリ７に記憶されていく。

【００１４】図１２は、メモリ７に記憶されるデータブ
ロックの分布図である。図１２は、図３と同じく画面の
位置関係と対応させて作図しておく。図１１に示した２
回分のスキャンによる再生データブロックはメモリ７上
で図１２のハッチングに示した部分に、即ちヘッドの軌
跡とアジマス角の関係に対応して右下がりの帯状の領域
に格納される。また、２０回のスキャンを繰り返すこと
によって図１２の全体の状態になり、メモリ７上で１フ
レーム全体のデータが更新される。また、一回スキャン
が進む毎に更新される帯状の領域が０．５トラック幅分
だけ画面上、上に移動することとなっている。

【００１５】伸張処理部８は、メモリ７からデータブロ
ックを順次読み出し、伸張処理を行い、伸張結果である
画像データを出力メモリ９へ転送する。出力メモリ９か
ら画像の２フィールド分の信号がインターレース定義に
従い順次端子Ｂを経由して出力される。ここで、伸張処
理部８の伸張処理は、図４のビデオセグメント単位であ
って、上述したように高域データを使用せず、基礎デー
タのみから伸張処理するから、同一フレームのデータブ
ロックが揃わない高速再生動作においても伸張処理に破
綻を来さず正常な画像データに伸張できる。１つのビデ
オセグメントは、図３のハッチングに示したように１フ
レーム分のデータブロックの離れた５カ所から構成され
る。

【００１６】図５は、伸張処理部８がメモリ７から読み
出すデータブロックの順を示す図である。図５で、伸張
処理部８は図中の番号順にデータブロックを読み出し、
データブロック５個単位で伸張処理を実行し、出力メモ
リ９の該当する位置に転送する。伸張処理部８が１フレ
ーム分のデータを読み出し、伸張処理完了するのは画像
出力１フレームの時間、即ちＮＴＳＣであれば約１／３
０秒を要する。この１フレームデータの読み出し順の特
徴を要約すれば図５の矢印に示すように１フレーム時間
を擁して画面を上から下へ読み出すこととなる。

【００１７】図１３は、画像出力フレームとヘッド４
ａ、４ｂのスキャンのタイミング関係を示すタイミング
チャートである。図１３で、伸張処理部８が上記１フレ
ーム分のデータを読み出している期間にヘッド４ａとヘ
ッド４ｂはそれぞれ５回ずつ、合計１０回磁気テープ１
をスキャンしている。そのスキャンされたデータブロッ
クは、やはりメモリ７へ記憶されていくから、メモリ７
に対する伸張処理部８によるデータブロックの読み出し
と、誤り処理部５のデータブロック書き込みは同時に並
行して実行されている。この結果、図１３のＣに示した
瞬間のメモリ７の状態は、例えば図１２に示したように
磁気テープ１上の２０フレームに渡るデータブロックの
斜め方向の組み合わせで構成されているが、１０回のス
キャンを終えた図１３のＤのタイミングでは新たに得ら
れたフレーム番号２１からフレーム番号３０のデータブ
ロックが記憶されるからメモリ７はフレーム番号１１か
らフレーム番号３０の２０フレーム分のデータで構成さ
れることとなる。また、図１３のＣからＤの期間で入力
されたデータブロックが、もしもメモリ７の該当する位
置のデータブロックが伸張処理部８に読み出されるより
も早くメモリ７に記憶された場合は、Ｄのタイミングに
は出力メモリ９にも転送されていることになる。逆に伸
張処理部８に読み出されるよりも遅くメモリ７に記憶さ
れた場合は出力メモリ９には古いデータブロックが転送
されている。このように、同一メモリに対して、入力と
出力画並行して実行されるため、その相互関係により、
Ｄのタイミングでの出力メモリ９の状態は磁気テープ１
上の約３０フレームに渡るデータブロックの組み合わせ
で構成されることとなる。

【００１８】以上のように従来例のキュー動作では、メ
モリ７の単一の面に誤り訂正部５がデータブロックを書
き込み、伸張処理部８が同一面を読み出すことにより、
画像圧縮された記録方式の磁気テープ１を複数トラック
にまたがる斜めスキャンする動作であるにも関わらず、
メモリ７を使って再生されたデータブロックを再構成
し、同一時刻のデータは画面上の近接部分に配置するか
ら高速再生画像を出力可能となっている。

【００１９】次に、リビュー動作について説明する。リ
ビュー動作が前記キュー動作と異なるのは、磁気テープ
駆動部２が磁気テープ１を駆動する方向と、ヘッド４
ａ、４ｂが磁気テープ１上に描くスキャン軌跡とメモリ
７に記憶されるデータの全体構成と、出力メモリ９に記
憶されるデータの全体構成であり、その他の各部の動作
は、前記キュー動作と全く同じである。

【００２０】図８はヘッド４ａ、ヘッド４ｂの中心点が
磁気テープ１上に描くある２回分のスキャン軌跡を示す
ものである。磁気テープ駆動部１０２は通常再生とは逆
の方向に通常再生の９．５倍の速度、即ち−９．５倍速
で磁気テープ１を駆動しているものとする。このとき、
図８で磁気テープ１の駆動速度が−９．５倍速であるか
ら、ある一本のヘッド軌跡は−９．５−１＝−１０．５
本、即ち１０．５本のトラックを横断することになり、
その方向は、図１１のキュー動作の場合の逆方向になっ
ている。また各スキャンの開始位置に当たるトラック番
号は−９．５＋１０＝０．５即ち０．５ずつ大きくなる
こととなる。図９はこのスキャンの結果メモリ７に記憶
されるデータの構造図である。図９のハッチングに示し
た部分が図８の２回のスキャンで記憶されるデータブロ
ックの分布を示している。また、２０回のスキャンを繰
り返すことによって、図９の全体の状態になり、メモリ
７上で１フレーム全体のデータが更新される。伸張処理
部８のメモリ７からのデータブロックの読み出し順は、
上記キューの場合と全く同じく図５に示すものであり、
その結果出力メモリ９には、フレーム番号０から２９で
構成される３０フレームに渡るデータブロックで画像構
成され、出力されることとなる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成は、メモリ７に対するデータブロックの書き込
みと並行してメモリ７からデータブロックを読み出し出
力する構成であるから、入力順と出力順の相互関係が出
力画の画質に影響を及ぼす。キュー動作では、メモリ７
へ書き込むデータブロックの位置が図１２に示すように
右下がりの帯状の領域であって、その領域がスキャンご
とに０．５トラック分ずつ上へ移動するが、リビュー動
作では、図９に示すように右上がりの帯状の領域がスキ
ャンごとに０．５トラック分ずつ下に移動する。すなわ
ちスキャンごとにキュー動作とリビュー動作では、メモ
リ上に書き込むデータの位置の移動が逆方向である。一
方画面出力のためにメモリ７から読み出すデータの読み
出し順は、常に図５に示すように画面上、上から下への
順であるから、読み出し順と書き込み順の相互関係によ
る影響がキュー動作とリビュー動作で大きく異なり、視
覚上出力映像の画質が異なってしまうという問題点を有
していた。

【００２２】本発明は上記の問題点を解決するもので、
キュー動作とリビュー動作で同程度の画質の映像を出力
できる高速性装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像修正装置は、１面の画像データがトラッ
ク幅ＷのＭ本のトラックに分割して記録されているテー
プ形状の記録媒体に対し、予め設定された定数α、１回
のヘリキャルスキャンでヘッドの中心線が記録媒体上に
描く軌跡のトラックに対する垂直方向成分Ｌとしたと
き、順方向高速再生（キュー動作）時にＬ＝（Ｍ−α）
×Ｗ、かつ逆方向高速再生（リビュー動作）時にＬ＝
（Ｍ＋α）×Ｗとなる記録媒体転送速度で駆動する駆動
手段を具備してなる構成である。

【００２４】

【作用】本発明は上記した構成によりキュー動作とリビ
ュー動作のメモリへのスキャン毎の書き込み位置を、い
ずれも上方向または下方向の同一方向に、同一量だけ移
動させるから入力順と出力順の相互関係の影響が同じと
なり、キュー動作とリビュー動作の画質が同程度の画質
になるものである。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２６】図１は本発明の実施例における高速再生装
置の構成図を示すものである。本実施例の構成を上述し
た図１０の従来例の構成と比較して異なる点は、磁気テ
ープ１の駆動速度が異なる磁気テープ駆動部２に変えた
ことのみである。同一構成要素には同一符号を付して説
明を省略する。

【００２７】以上のように構成された本発明の高速再生
装置について、順方向の高速再生動作（キュー動作）、
逆方向の高速再生動作（リビュー動作）について以下順
次説明する。

【００２８】まず、キュー動作について説明する。い
ま、磁気テープ駆動部２が磁気テープ１を通常速度に対
して１０．５倍の速度で駆動しており、シリンダ３の回
転速度は、通常再生の場合と同じ速度であるとする。

【００２９】図６は、ヘッド４ａ、ヘッド４ｂの中心点
が磁気テープ１上に描くある２回分のスキャン軌跡を示
すものである。図６でヘッド４ａの軌跡は、シリンダ３
の半回転で描かれ、ヘッド４ｂの軌跡は、それに続くシ
リンダ３の半回転で描かれる。いま、１０．５倍の速度
としたのは、トラック幅Ｗ、Ｍ＝１０本のトラックで構
成される１フレームに対して、α＝０．５として、ある
一本のヘッド奇跡のトラックに対する垂直成分Ｌは、Ｌ
＝（１０−０．５）×Ｗ＝９．５Ｗと設定したことにな
る訳である。この結果、ある一本のヘッド軌跡は１０．
５−１＝９．５本のトラックを横断することになり、ま
た各スキャンの開始位置に当たるトラック番号は１０．
５−１０＝０．５即ち０．５ずつ大きくなることとな
る。

【００３０】図７は、メモリ７に記憶されるデータブロ
ックの分布図である。１回のスキャンで得られたデータ
ブロックは、図７に示した右下がりの帯状の領域に記憶
され、またその帯状の領域はスキャン毎に０．５トラッ
ク分ずつ下へ移動していくこととなる。伸張処理部８が
メモリ７から、図５に示す順でデータを読み出し、出力
メモリ９を介して高速再生の映像出力することは、上記
従来例と全く同じである。

【００３１】次にリビュー動作について説明するが、本
実施例ではリビュー動作は上述した従来例のリビュー動
作と全く同じである。いま、磁気テープ駆動部２が磁気
テープ１を通常速度に対して−９．５倍の速度で駆動し
いる。図８は、ヘッド４ａ、ヘッド４ｂの中心点が磁気
テープ１上に描くある２回分のスキャン軌跡を示すもの
である。いま、−９．５倍の速度としたのは、トラック
幅Ｗ、Ｍ＝１０本のトラックで構成される１フレームに
対してα＝０．５として、ある一本のヘッド奇跡のトラ
ックに対する垂直成分Ｌは、Ｌ＝（１０＋０．５）×Ｗ
＝１０．５Ｗと設定したことになる訳である。その結
果、ある一本のヘッド軌跡は−９．５−１＝−１０．５
本すなわち１０．５本のトラックを横断することにな
り、また各スキャンの開始位置に当たるトラック番号は
−９．５＋１０＝０．５即ち０．５ずつ大きくなること
となる。図９は、メモリ７に記憶されるデータブロック
の分布図であるが、１回のスキャンで図９に示した右上
がりの帯状の領域に記憶され、またその帯状の領域はス
キャン毎に０．５トラック分ずつ下へ移動していくこと
となる。

【００３２】キュー動作の場合においても、リビュー動
作の場合においても、メモリ７に対するデータブロック
の書き込みと並行してメモリ７からデータブロックを読
み出し出力する構成であるから、入力順と出力順の相互
関係が出力画の画質に影響を及ぼすことは従来例と同じ
である。しかし本実施例によれば、キュー動作では、メ
モリ７へ書き込むデータブロックの位置が、図７に示す
ようにスキャンごとに０．５トラック分ずつ下へ移動
し、リビュー動作でも、図９に示すように０．５トラッ
ク分ずつ下に移動する。すなわちスキャンごとにキュー
動作とリビュー動作は、メモリ上に書き込むデータの位
置の移動が同じ方向であり、しかも同じ移動量である。
従って、画面出力のためのメモリ７から読み出す順と、
書き込み順の相互関係による影響がキュー動作とリビュ
ー動作で同じとなり、視覚上同程度の画質の出力映像を
得ることができるものである。

【００３３】なお、本実施例において、α＝１．５と
し、キュー動作ではＬ＝（１０−１．５）×Ｗ、リビュ
ー動作ではＬ＝（１０＋１．５）×Ｗの軌跡としてもよ
い。その場合速度設定はキュー動作で９．５倍速、リビ
ュー動作で１０．５倍速となり、スキャン毎の軌跡の移
動量はキュー動作、リビュー動作共に上方向に０．５ト
ラック分である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、１面の画像デー
タがトラック幅ＷのＭ本のトラックに分割して記録され
ているテープ形状の記録媒体に対し、予め設定された定
数をα、１回のヘリキャルスキャンでヘッドの中心線が
前記記録媒体上に描く軌跡のトラックに対する垂直方向
成分をＬとしたとき、順方向高速再生（キュー動作）時
にＬ＝（Ｍ−α）×Ｗ、かつ逆方向高速再生（リビュー
動作）時にＬ＝（Ｍ＋α）×Ｗとなる記録媒体転送速度
で駆動する駆動手段を備えたことにより、キュー動作と
リビュー動作のスキャン毎のメモリへの書き込み位置を
いずれも上方向または下方向の同一方向に同一量だけ移
動させることとなるから、メモリに対する入力順と出力
順の相互関係の影響が同程度となり、キュー動作とリビ
ュー動作で同程度の画質を実現でき、違和感のない自然
な映像出力を実現できるものである。

【００３５】また、そのための特別なハードウェアを要
することもなく、極めて安価に実現できるから、特に民
生分野においてその効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における高速再生装置の構成図

【図２】磁気テープ１の記録形態を示す形状図

【図３】１フレームの画面の構造を示す構造図

【図４】データ圧縮の形態を示す構造図

【図５】データブロックの読み出し順を示す構造図

【図６】キュー動作でヘッドの中心点のスキャン軌跡を
示す形状図

【図７】キュー動作でメモリ７に記憶されるデータの構
造図

【図８】リビュー動作でヘッドの中心点のスキャン軌跡
を示す形状図

【図９】リビュー動作でメモリ７に記憶されるデータの
構造図

【図１０】従来の高速再生装置における構成図

【図１１】キュー動作でヘッドの中心点のスキャン軌跡
を示す形状図

【図１２】キュー動作でメモリ７に記憶されるデータの
構造図

【図１３】画像出力フレームとヘッドのスキャンとのタ
イミングチャート

【符号の説明】

１ 磁気テープ ２ 磁気テープ駆動部 ３ シリンダ ４ａ、４ｂ ヘッド ５ 誤り訂正部 ６ 取り込み選択スイッチ ７ メモリ ８ 伸張処理部 ９ 出力メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−225259（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−252476（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−266597（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325969（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−346584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/782 - 5/783 H04N 5/91 - 5/956

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、シリンダに取り付けられた
   ヘッドと、１面の画像データがＭ本のトラックに分割し
   て記録されているテープ形状の記録媒体を走行させる駆
   動手段とを備え、 前記駆動手段は前記トラックの幅をＷ、予め設定された
   定数をα、１回のヘリキャルスキャンで前記ヘッドの中
   心線が前記記録媒体上に描く軌跡の前記トラックに対す
   る垂直方向成分をＬとしたとき、順方向高速再生時にＬ
   ＝（Ｍ−α）×Ｗ、かつ逆方向高速再生時にＬ＝（Ｍ＋
   α）×Ｗとなる記録媒体転送速度で駆動する高速再生装
   置。