JP3206462B2

JP3206462B2 - ディジタル画像信号記録装置及び再生装置

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Publication number: JP3206462B2
Application number: JP32795896A
Authority: JP
Inventors: 泰俊松尾
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: EP0844794A2; EP0844794A3; JPH10155137A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像信
号記録装置及び再生装置に関し、特に高精細度の静止画
像信号を記録／再生するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを情報圧縮して記録を行うデ
ィジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）の規格として
「ＤＶＣ」と呼ばれる規格（以下「ＤＶＣ規格」とい
う）が提案されている（例えば、National Technical R
eport Vol. 41 No.2 Apr. 1995第４８頁から第５５
頁）。このＤＶＣ規格には、現行放送レベルの通常解像
度の画像信号（ＳＤ信号）を記録するための規格と、高
精細度の画像信号（ＨＤ信号）を記録するための規格と
があるが、ＳＤ信号を記録するための規格の概要を以下
に説明する。

【０００３】映像信号は、いわゆる５２５／６０方式
（ＮＴＳＣ方式などがこれに相当する）では、（４：
１：１）で標本化される。そして、輝度（Ｙ）信号につ
いては、水平方向の有効画素数７２０画素、垂直方向の
有効ライン数はフレーム内で４８０本、色差（Ｃｂ、Ｃ
ｒ）信号については、水平方向の有効画素数１８０画
素、垂直方向の有効ライン数は輝度信号と同じ４８０本
である。

【０００４】これらの有効画素データをブロック化して
ＤＣＴ（離散コサイン変換）演算を行う。ＤＣＴ演算の
ためのブロック（以下「ＤＣＴブロック」という）は、
具体的には輝度（Ｙ）信号及び色差（Ｃｂ、Ｃｒ）信号
のそれぞれについて１フレームの画素に対して水平８画
素×垂直８画素で区切って構成される。そして、図９に
示すように、画面上の同じ位置の同じ面積に対応するＹ
信号のＤＣＴブロック４つと、Ｃｂ信号及びＣｒ信号の
ＤＣＴブロック１つずつとからなる６ＤＣＴブロックを
「マクロブロック」と呼ぶ。さらに１フレームの画面を
２７マクロブロック単位で分割し、図１０に示すように
スーパーブロックを構成する。そして、図１０の中で各
列から１つのスーパーブロックを選択し、それぞれのス
ーパーブロックから１つのマクロブロックを取り出し、
５個のマクロブロックで１ビデオセグメントを構成す
る。圧縮時には、ビデオセグメント単位でデータ量が所
定量以内となるように制御される。

【０００５】ＤＣＴ演算としては、フレーム単位で水平
８画素×垂直８画素で８×８のＤＣＴを行うモードと、
フィールド単位で水平８画素×垂直４画素で８×４のＤ
ＣＴを行い、２つのフィールドの各ＤＣＴ係数の和と差
をとるモードとが設けられており、符号化時に適応的に
切り換え可能とされている。ＤＣＴ演算により得られた
ＤＣＴ係数は、量子化と可変長符号化を施した後のデー
タ量が所定値以下で且つ最もその所定値に近い値となる
ように、量子化テーブルを選択して量子化される。

【０００６】量子化及び可変長符号化後のデータは、マ
クロブロック単位で図１１に示すようにフォーマティン
グされ、さらに図１２に示すようにＳＹＮＣワード、Ｉ
Ｄコード及び誤り訂正のためのパリティーワードが付加
されたシンクブロックの形で磁気テープ上に記録され
る。１フレームの画像データは、１０本のトラックに分
割されて記録される。図１０のスーパーブロックの横１
行分の画像データが１本のトラックに記録される。図１
３は１トラック上のデータの配置を示す図である。

【０００７】図１１に示すようにフォーマティングされ
たデータには、復号に必要な諸パラメータ（エラー及び
コンシールの情報ＳＴＡ、選択した量子化テーブルの番
号ＱＮＯなど）も含まれる。ここで１ビデオセグメント
のデータは、５シンクブロックに格納される。このとき
直流成分のデータは図のＤＣ領域（ＤＣ０からＤＣ５）
に格納され、交流成分はＡＣ領域に格納される。交流成
分は、直流成分と同一のシンクブロック内の該当ＤＣＴ
ブロックのＡＣ領域に格納するのを基本とするが、デー
タ量が割り当てられた場所の容量よりも多くなった場合
には、同一のシンクブロック内の空いているＡＣ領域や
同一ビデオセグメント内の空いているＡＣ領域を流用す
る。

【０００８】図１２のＩＤコードには、１フレームの画
像データを構成する全１０本のトラックのうち、何本目
のトラックのシンクブロックであるかを示すトラックペ
アナンバと、１つのトラック内の何番目のシンクブロッ
クであるかを示すシンクブロックナンバとが格納されて
いる。さらに、画像データを格納しているシンクブロッ
クのＩＤコードには、この他にシーケンスナンバ（ＳＥ
Ｑ．Ｎｏ．）が格納されている。これは、連続する１２
フレームに０から１１の番号を割り当てたものである。

【０００９】図１３において、ＩＴＩはＩＴＩ（Ｉｎｓ
ｅｒｔａｎｄＴｒａｃｋＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）セクタであり、主にインサート編集時のトラッキン
グ制御を容易にするための情報が記録される。ＡＵＤＩ
Ｏはオーディオセクタであり、オーディオデータを格納
した９個のシンクブロックと、アウターパリティを格納
した５個のシンクブロックからなる。ＶＩＤＥＯはビデ
オセクタであり、ビデオデータを格納した１３５個のシ
ンクブロックと、ビデオＡＵＸと呼ばれる補助データを
格納した３個のシンクブロックと、アウターパリティを
格納した１１個のシンクブロックからなる。ＳＵＢＣＯ
ＤＥはサブコードセクタであり、タイムコード情報等が
記録される領域である。また、図１３において上記以外
の部分は、ギャップと呼ばれる部分であり、セクタ単位
のインサート編集時に他のセクタを破壊しないようにす
るためのマージンとなる。

【００１０】また、以上のようなＤＶＣ規格に準拠した
ＶＴＲを用いてＳＤ規格の静止画像を記録する方式は、
すでに提案されており、スナップ記録モード、ストロボ
記録モード、単写記録モード、連写記録モードなどの記
録モードが知られている。スナップ記録モードは、静止
画像を数秒間テープ上に記録するモード、ストロボ記録
モードは、静止画像を数フレームから数１０フレーム単
位で切り換えて記録するモード、単写記録モードは、１
枚の静止画像を例えば５フレームに亘って記録するモー
ド、連写記録モードは、単写記録を繰り返して記録する
モードである。

【００１１】そして、このような静止画像の各記録モー
ド同士及び動画像の記録モードとを区別するためのフラ
グ（テープ上の補助情報記録領域に記録される）とし
て、ＰＰＩＤフラグ、ＦＣフラグ、ＳＴフラグ及びＳＣ
フラグが定義されている。これらのフラグは例えば図１
４に示すように設定される。すなわち、ＰＰＩＤフラグ
は、静止画像の記録から原則として５秒間「０」とさ
れ、ＳＣフラグが「０」であるときは、その時間だけさ
らに「０」とされる。ＦＣフラグは、現在のフレームの
画像と直前のフレームの画像とが同一であるとき「０」
とされるフラグ、ＳＴフラグは、１フレーム内における
２フィールドの画像の時間差がほぼ０のとき「０」とさ
れるフラグ、ＳＣフラグは、記録した画像が静止画像で
あるとき「０」とされるフラグである。なお、図１４中
の「単」は、単写記録モードであることを示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにＳＤ信号
の静止画像信号を記録するための種々のモード及びそれ
らのモードを区別するためのフラグは既に知られている
が、ＳＤ信号より高精細度の静止画像信号を記録再生す
るための規格は定められていない。

【００１３】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、動画像信号とより高精細度の静止画像信号とを記
録可能であって、再生時に高精細度の静止画像を忠実に
再構成することを可能とするディジタル画像信号記録装
置及び再生装置を提供することを第１の目的とする。

【００１４】さらに本発明は、記録した高精細度の静止
画像信号を容易に検索することを可能とするディジタル
画像信号記録装置及び再生装置を提供することを第２の
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、第１の精細度の画像信号を記
録するディジタル画像信号記録装置において、前記第１
の精細度より高い第２の精細度の静止画像信号をｎ（２
以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画
像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換
手段と、前記分割変換信号に所定の処理を施して記録信
号に変換し、記録媒体に記録する記録手段とを備え、該
記録手段は、前記分割数ｎ及び前記静止画像信号のフレ
ームサイズを示す補助情報を前記記録信号に含めること
を特徴とする。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のディジタル画像信号記録装置において、前記記録手段
は、前記静止画像信号の輝度信号の画素数と色差信号の
画素数の比を示す補助情報、及び前記分割変換信号を前
記静止画像信号に再構成する機能を有しない再生装置に
よる再生時に前記分割変換信号をマスキングさせるため
の補助情報の少なくとも一方を前記記録信号に含めるこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のディジタル画像信号記録装置において、前記記
録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことに
より画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を備え、前記
分割変換手段は、前記分割変換信号が前記第２の精細度
の静止画像信号の画素を含まない余白領域を有するよう
に変換し、前記余白領域に少なくとも前記所定画素ブロ
ックの範囲で同一の値を有するダミーデータを挿入する
ダミーデータ挿入手段と、前記余白領域の割合及び分割
数ｎを変更する変更手段とを備え、前記記録手段は、前
記余白領域の割合を示す補助情報を前記記録信号に含め
ることを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載のディジタル画像信号記録装置におい
て、前記分割変換手段は、前記ｎ分割して構成された１
フレームの分割変換信号を２以上の所定回数出力し、前
記記録手段は、前記所定回数を示す補助情報と、該所定
回数出力するうちの何番目のフレームかを示す補助情報
とを前記記録信号に含めることを特徴とする。

【００１９】請求項５に記載の発明は、第１の精細度よ
り高い第２の精細度の静止画像信号をｎ（２以上の整
数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に
変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記静止画像信号の画素を間引くことにより、前記静止
画像信号の１フレームが前記第１の精細度の画像信号の
１フレームに対応するように変換し、間引き変換信号と
して出力する間引き変換手段と、前記分割変換信号及び
間引き変換信号に所定の処理を施して記録信号に変換
し、記録媒体に記録する記録手段とを備えるディジタル
画像信号記録装置であって、前記静止画像信号の画素を
間引くことにより、前記静止画像信号の複数フレームが
前記第１の精細度の画像信号の１フレームに対応するよ
うに変換し、サムネイル画像信号として出力するサムネ
イル画像作成手段を備え、前記記録手段は、前記サムネ
イル画像信号に前記所定の処理を施して前記分割変換信
号及び間引き変換信号の後に記録するとともに、記録し
た静止画像信号の記録位置を特定するための補助情報を
前記記録信号に含めることを特徴とする。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のディジタル画像信号記録装置において、前記記録手段
は、前記静止画像信号を記録するごとに前記記録位置を
特定するための補助情報をメモリに蓄積し、画像情報の
記録動作終了後に続けて前記メモリに蓄積した補助情報
を記録することを特徴とする。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１から４
のいずれかに記載のディジタル画像信号記録装置によっ
て記録媒体を再生し、第２の精細度の静止画像信号を再
構成する再構成手段を備えるディジタル画像信号再生装
置であって、前記再構成手段は、前記補助情報を用いて
前記静止画像信号を再構成することを特徴とする。

【００２２】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
のディジタル画像信号記録装置によって記録された記録
媒体を再生し、第２の精細度の静止画像信号を再構成す
る再構成手段を備えるディジタル画像信号再生装置であ
って、再生開始時に、前記記録動作終了位置に記録され
た補助情報を再生してメモリに格納し、該格納した補助
情報に基づいて、記録した前記静止画像信号の検索を行
う検索手段を備えることを特徴とする。

【００２３】

【００２４】請求項１に記載の発明によれば、第１の精
細度より高い第２の精細度の静止画像信号がｎ（２以上
の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信
号に変換され、その分割変換信号が分割数ｎ及び第２の
精細度の静止画像信号のフレームサイズを示す補助情報
とともに記録される。

【００２５】

【００２６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。（第１の実施形態）図１は本発明の実施の一形態にかか
るディジタル画像信号記録再生装置の構成を示すブロッ
ク図であり、この装置は、画像信号切換処理部１と、画
像信号記録再生部２とから成る。図２は、画像信号切換
処理部１の構成を示すブロック図である。

【００２７】同図に示すように、画像信号切換処理部１
は、ディジタル化されたＳＤ信号が入力される入力端子
６１と、デジタル化された高精細度の静止画像信号（以
下「ＨＤＳ信号」という）が入力される入力端子６２
と、再生されたＨＤＳ信号が出力される出力端子６３
と、再生されたＳＤ信号が出力される出力端子６４と、
ＨＤＳ信号をフレーム単位で格納する第１及び第２のＨ
Ｄフレームメモリ６５、６６と、ダミーデータの挿入等
を行う記録処理回路６８と、ダミーデータの除去等を行
う再生処理回路６９と、第１及び第２のＨＤフレームメ
モリ６５、６６の読み出し・書き込みアドレスを制御す
るアドレス制御回路６７と、スイッチ回路７０、７１、
７２及び７３と、ＳＤ信号のフレーム内に作成したサム
ネイル画像を格納するＳＤフレームメモリ７４と、ＳＤ
フレームメモリ７４の読み出し・書き込み制御を行うメ
モリ制御回路７５とを主たる構成要素とする。

【００２８】記録処理回路６８は、図３（ａ）に示すよ
うに、ダミーデータを付加するダミーデータ付加回路６
８ａと、色差信号の水平方向の画素を間引く色差信号水
平方向間引き回路６８ｂと、スイッチ回路６８ｃとから
なる。また再生処理回路６９は、同図（ｂ）に示すよう
に、記録時に付加したダミーデータを除去するダミーデ
ータ除去回路６９ａと、記録時に間引いた、色差信号の
水平方向の画素を補間する色差信号水平方向補間回路６
９ｂと、スイッチ回路６９ｃとからなる。

【００２９】記録処理回路６８は、１ＨＤフレームを８
分割する第１のモード（スイッチ回路６８ｃが図示の切
換位置にあるモード）と、１ＨＤフレームを４分割し、
色差信号の水平方向に画素を間引く処理を行う第２のモ
ード（スイッチ回路６８ｃが図示と反対の切換位置にあ
るモード）とに切換可能に構成されており、再生処理回
路６９もこれに対応して、第１のモード（スイッチ回路
６９ｃが図示の切換位置にあるモード）と、色差信号の
水平方向の画素を補間する処理を行う第２のモード（ス
イッチ回路６９ｃが図示と反対の切換位置にあるモー
ド）とに切換可能に構成されており、各スイッチ回路は
図示しない制御部からの制御信号で切り換えられる。

【００３０】本実施形態では、ＨＤＳ信号のＹ信号は、
水平方向の有効画素数が１２８０で、垂直方向の有効ラ
イン数はフレーム（以下ＨＤＳ信号のフレームを「ＨＤ
フレーム」といい、ＳＤ信号のフレームを「ＳＤフレー
ム」という）内で１０２４本とし、Ｃｒ、Ｃｂ信号は、
水平方向６４０画素（Ｙ信号の画素を１／２に間引いた
画素数）で、垂直方向はＹ信号と同じ１０２４本とす
る。

【００３１】入力されたＨＤＳ信号は第１のＨＤフレー
ムメモリ６５及びアドレス制御回路６７に供給され、１
ＨＤフレーム分のＨＤＳ信号が第１のＨＤフレームメモ
リ６５に格納される。アドレス制御回路６７は、後述す
るようにＨＤフレームメモリ６５の読み出しアドレスを
制御し、ＨＤＳ信号の画素の並べ替えを行い、ＨＤフレ
ームメモリ６５から読み出されたＨＤＳ信号（入力ＨＤ
Ｓ信号と区別する為、以下「分割変換信号」という）
は、記録処理回路６８を介してスイッチ回路７０及び７
１に供給される。

【００３２】スイッチ回路７１には、画像信号記録再生
部２から入力される再生信号が供給される。スイッチ回
路７１は、記録時は分割変換信号を、また再生時は再生
信号を選択し、ＳＤフレームメモリ７４に入力する。メ
モリ制御回路７５は、記録時は、分割変換信号の画素を
間引く（すなわちメモリ７４に書き込まない）ことによ
り、入力されたＨＤＳ信号に対応するサムネイル画像信
号を作成し、ＳＤフレームメモリ７４に順次格納する。
なお、複数のフレームを連続して撮影する連写モードの
場合には、最初又は最後のフレームに対応するサムネイ
ル画像信号のみを作成するようにすることが望ましい。
サムネイル画像信号は、例えばＨＤＳ信号の１００フレ
ーム分が、１ＳＤフレーム内に収容できるように構成す
る。

【００３３】ＳＤフレームメモリ７４の出力信号は、ス
イッチ回路７０及び７３に供給される。スイッチ回路７
０は入力ＳＤ信号、分割変換信号、又はサムネイル画像
信号のいずれかを選択して、画像信号記録再生部２のブ
ロック化回路２１に供給する。スイッチ回路７０は、サ
ムネイル画像信号がＨＤＳ信号の一連の記録動作終了時
に、その記録最終端に続けて記録されるように、切り換
え制御される。

【００３４】画像信号記録再生部２は、本実施形態では
ＤＶＣ規格のＶＴＲで構成されており、以下「ＶＴＲ部
２」という。ＶＴＲ部２の画像信号記録系は、ＤＣＴ演
算のためのブロック化を行うブロック化回路２１と、Ｄ
ＣＴ演算を行うＤＣＴ回路２２と、量子化を行う量子化
回路２３と、可変長符号化を行うＶＬＣ（Variable Len
gth Coding）回路２４と、サブコードセクタへの情報の
書き込み、ビデオＡＵＸデータの付加などを行う補助情
報書き込み回路２５と、誤り訂正のためのパリティビッ
トを付加する誤り訂正符号化回路２６と、シンクブロッ
クの合成を行うとともに、磁気テープに記録するための
変調を行うシンクブロック合成記録変調回路２７と、磁
気テープ４１への記録を行う磁気ヘッド２８とを主たる
構成要素とし、画像信号再生系は、磁気テープ４１から
の再生を行う磁気ヘッド２８と、シンクブロックの検出
及び復調を行うＳＹＮＣ検出再生復調回路２９と、パリ
ティビットの情報に基づいて誤り訂正を行う誤り訂正復
号化回路３０と、サブコードセクタのデータ、ビデオＡ
ＵＸデータ等の読み出しを行う補助情報読み出し回路３
１と、可変長復号化を行うＶＬＤ（Variable Length De
coding）回路３２と、逆量子化を行う逆量子化回路３３
と、逆ＤＣＴ演算を行う逆ＤＣＴ回路３４と、画素の並
べ替えを行う画素並べ替え回路３５とを主たる構成要素
とする。

【００３５】また補助情報書込回路２５及び補助情報読
み出し回路３６には、ＣＰＵ３６が接続されており、Ｃ
ＰＵ３６は、補助情報の書き込み、読み出しの制御を行
う。ＣＰＵ３６には、主として検索のための補助情報を
格納するメモリ３７が接続されている。

【００３６】ＶＴＲ部２の画素並べ替え回路３５の出力
信号は、画像信号切換処理部１のスイッチ回路７１及び
７２に入力される。スイッチ回路７２により、再生信号
がＳＤ信号であるときは、スイッチ回路７３側に出力さ
れ、分割変換信号であるときは再生処理回路６９を介し
て第２のＨＤフレームメモリ６６に出力される。分割変
換信号を再生するときは、アドレス制御回路６７は、記
録時に並べ替えた画素の配置を元に戻すようにＨＤフレ
ームメモリ６６の書き込みアドレスを制御するととも
に、記録時に入力された順序で１ＨＤフレーム分のデー
タが出力されるように読み出しアドレスを制御する。

【００３７】次にＨＤＳ信号の記録時におけるＨＤフレ
ームの分割及び画素の並べ替えの方法を説明する。入力
されたＨＤＳ信号を、ＨＤフレームメモリ６５に格納
し、画面領域で８分割し、該分割した領域の画像信号が
ＳＤ信号の１フレーム（１ＳＤフレーム）の画像信号に
対応するように変換して、ＶＴＲ部２へ入力する。

【００３８】図４は、第１のモード（１ＨＤフレームを
８分割するモード）の処理におけるＹ信号の８分割の方
法を説明するための図である。１ＨＤフレームを、水平
方向に４分割し、垂直方向に２分割し、分割後の領域
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈはそれぞれ水平３２０
画素×垂直５１２画素から成る。１ＳＤフレームは、水
平７２０画素×垂直４８０画素であるので、各領域Ａ〜
Ｈはそのままでは１ＳＤフレームに対応しないので、以
下のようなダミーデータの挿入及び画素の移動を行う。

【００３９】先ず８分割した領域（水平３２０画素×垂
直５１２画素）に、図４（ｂ）に示すように、水平方向
の８画素おきにダミーデータ８画素（水平８画素×垂直
５１２画素）を挿入し、水平６４０画素×垂直５１２画
素とする。このとき、ダミーデータの値は全て「１６」
とする。なお、図４（ｂ）において水平方向の８画素の
幅は、見やすくするため拡大して示している。

【００４０】次に図４（ｃ）に示すように、水平６４０
画素×垂直５１２画素の領域の左端及び下端がそれぞれ
ＳＤフレームの左端及び下端と一致するように対応させ
る。そして、上側のはみ出し領域Ｒ１の画素（水平６４
０画素×垂直３２画素）を、ＳＤフレームの右側周辺領
域Ｒ２（水平８０画素×垂直２５６画素）に移動する。
このとき、水平８画素×垂直８画素を最小単位として、
できるだけその単位で移動する。さらにＹ信号について
は、図５に示すように水平３２画素×垂直８画素でマク
ロブロックを構成するので、できるだけこの単位で移動
する。ここでＹ信号の４個のＤＣＴブロックの内、ハッ
チングを付した２個のブロックはダミーデータのブロッ
クとなる。

【００４１】さらに、ＳＤフレーム内の右上がりのハッ
チングを付した領域Ｒ３（水平８０画素×素直２２４画
素）には、ダミーデータとしてすべて値が「１６」のデ
ータを格納する。以上の処理により、１ＳＤフレームの
Ｙ信号が構成される。また、Ｃｒ及びＣｂ信号について
もＹ信号と同様に８分割して、各領域を水平１６０画素
×垂直５１２画素とする。そして、図４（ｃ）と同様
に、分割した各領域の左端及び下端が色差信号の１ＳＤ
フレーム（水平１８０画素×垂直４８０画素）の左端及
び下端に一致するように対応させる。そして領域Ｒ１に
対応する領域の水平１６０画素×垂直３２画素を、領域
Ｒ２に対応する右側周辺領域（水平２０画素×垂直２５
６画素）に移動させるとともに、領域Ｒ３に対応する領
域（水平２０画素×垂直２２４画素）には、ダミーデー
タとして全て値が「１２８」のデータを格納する。この
とき、水平８画素×垂直８画素を最小単位として、でき
るだけその単位で移動する。

【００４２】以上のようにしてＨＤＳ信号の１／８フレ
ーム分のＹ信号、Ｃｒ及びＣｂ信号の画素データを、Ｓ
Ｄ信号の１フレーム分のＹ信号、Ｃｒ及びＣｂ信号の画
素データに順次変換し、１ＨＤフレームに相当する画像
信号が８ＳＤフレームの画像信号に変換されてＶＴＲ部
２に入力される。

【００４３】ＶＴＲ部２の記録系では、前述したような
ＤＶＣ規格にしたがったＤＣＴ演算、量子化、可変長符
号化等の信号処理とともに、以下に述べるＨＤＳ信号用
の特別の処理が行われ、磁気テープ上に画像情報が記録
される。ここで、ＤＶＣ規格では１ＳＤフレームの画像
データは、１０本のトラックに分割して記録されるの
で、この１０本のトラックを１トラックフレームとい
う。

【００４４】第１のモードでは、１ＨＤフレームに相当
する８ＳＤフレームが８トラックフレーム（８０トラッ
ク）に亘って記録される。すなわち、画像信号切換処理
部１のアドレス制御回路６７は、８分割して得られる１
ＳＤフレームが８回繰り返して出力されるように制御す
る。

【００４５】また、各トラックフレームの補助情報記録
領域であるサブコードセクタに、１ＨＤフレームを８分
割したこと（分割数）を示す補助情報と、分割して得ら
れた１ＳＤフレームを８回繰り返して記録したこと（繰
り返し回数）を示す補助情報と、この繰り返し回数のう
ちの何番目のフレームであるか（フレーム番号）を示す
補助情報と、入力ＨＤＳ信号の画面サイズ（水平画素数
及び垂直画素数）の区分（ソース画区分）を示す補助情
報と、入力ＨＤＳ信号の輝度信号の画素数と２つの色差
信号のそれぞれの画素数との比（色差レート）を示す補
助情報と、ＨＤＳ信号を分割して得られた分割変換信号
を元のＨＤＳ信号に再構成する機能を有しない再生装置
では、分割変換信号をマスキングする（見えなくする）
ための補助情報と、拡張機能のための補助情報とを記録
する。

【００４６】拡張機能としては、例えば画面分割数及び
１フレームの分割変換信号中のダミーデータ画素数の割
合を使用者の設定により変更可能に構成し、そのダミー
データの割合をこの拡張機能のための補助情報として記
録する。ダミーデータ（すなわ余白領域）の割合を増や
すことにより、ＤＣＴ演算において実際の画像データに
割り当てられるデータ量が増加し、再生画質をより向上
させることが可能となる。

【００４７】また、繰り返し回数を示す補助情報を記録
することにより、繰り返し回数を使用者が任意に設定す
る仕様とすることができ、連写速度とコンシール効果に
よるエラー回避とのバランスを状況に応じて設定するこ
とが可能となる。上記補助情報は、具体的には図７に示
すように、システムデータ中に設けられたメーカオプシ
ョン領域のパックデータＰＣ１、ＰＣ２に記録される。
すなわち、パックデータＰＣ１のビットＢ７，Ｂ６に画
面分割数を示す補助情報を、ビットＢ５〜Ｂ３に繰り返
し回数を示す補助情報を、ビットＢ２〜Ｂ０にフレーム
番号を示す補助情報をそれぞれ記録し、パックデータＰ
Ｃ２のビットＢ７〜Ｂ５にソース画区分を示す補助情報
を、ビットＢ４，Ｂ３に色差レートを示す補助情報を、
ビットＢ２にマスキングに関する補助情報を、ビットＢ
１，Ｂ２に拡張機能に関する補助情報をそれぞれ記録す
る。この処理は、ＣＰＵ３６の指示に応じて補助情報書
き込み回路２５で行われる。ここで、色差レートを示す
補助情報は、例えば（４：４：４）、（４：２：２）、
（４：２：０）、（４：１：１）のいずれかであること
を示すものとする。また、ソース画区分を示す補助情報
は、例えば入力ＨＤＳ信号の画面サイズを水平７２０画
素×垂直９６０画素、水平１４４０画素×垂直９６０画
素、水平１０２４画素×垂直１２８０画素、水平１９２
０画素×垂直１０３６画素などを中心としてグループ化
し、そのグループ番号とする。

【００４８】なお、マスキングに関する補助情報の記録
は、ソースコントロールのパックデータＰＣ１のＳＳフ
ラグ（ソース画像と記録状態（スクランブルの有無）を
示すフラグ）を「００」に設定することにより代用して
もよい。また本実施形態では、入力ＨＤＳ信号の画素を
間引くことにより、１ＨＤフレームの画像信号を１ＳＤ
フレームの画像信号に変換した間引き変換信号を作成
し、前記分割変換信号とともに、磁気テープ４１に記録
する。これにより、再生時に元のＨＤＳ信号を再構成す
る機能のないカムコーダなどでも記録したＨＤＳ信号の
検索を、ビューファインダで確認しながら容易に行うこ
とができる。

【００４９】さらに本実施形態では、上記したようにサ
ムネイル画像信号が一連の記録動作終了時に磁気テープ
上に記録されるが、このときサムネイル画像信号である
ことを示す補助情報、ＣＰＵ３６によりサムネイル化さ
れたＨＤＳフレームの記録位置を特定するための補助情
報（すなわちタイムコードデータ（記録した年月日、時
分秒）又は絶対トラック番号）などを所定のエリアに記
録する。

【００５０】図８は、本実施形態におけるＨＤ静止画像
信号の記録方法をより具体的に説明するための図であ
り、ＨＤ静止画像信号に対応する分割変換信号は、単写
記録モードであっても４秒間に亘って繰り返して記録す
る。これは、動画像で１時間程度記録可能な磁気テープ
に単写静止画像を記録する場合の使い勝手を考慮したか
らである。次に、前記間引き変換信号を１秒間に亘って
繰り返して記録する。１秒間としたのは、以下の理由に
よる。すなわち、単写記録の後続いて単写記録を行う場
合、テープ上の記録パターンの連続性を確保するため磁
気テープを少し巻き戻すいわゆるバックスペースを行
い、トラッキングサーボが安定してから記録モードに入
るが、トラッキングサーボが安定するまで０．７秒程度
を要する。そこで、０．７秒相当分だけ巻き戻した状態
で、誤って記録モードに入ったとしても、数フレーム分
の間引き変換信号が残るようにするため、１秒間記録す
ることとしている。そして、単写記録を繰り返す場合に
は同図（ａ）に示すように、（４秒＋１秒）のパターン
を繰り返す。連写記録の場合は、第１のモードでは、上
記したように１ＨＤフレームを８０トラックに亘って記
録するので、４秒間に最大１５フレームの記録が可能で
ある。なお、単写記録か連写記録かの区別は、例えば使
用者が記録指示ボタンを素早く１回押したら単写記録、
押し続けたら連写記録と判断することにより行う。

【００５１】そして同図（ｂ）に示すように、記録最終
端の後に１秒間サムネイル画像信号を前述した補助情報
とともに記録する。この記録動作は、例えば磁気テープ
のイジェクト操作の指示に対応して、イジェクト前に行
うようにする。次にＶＴＲ部２の再生系における処理を
説明する。磁気テープ４１に記録されたデータは、再生
・復調されてディジタルデータ列となる。このデータ列
からＳＹＮＣワード（図１１参照）が検出され、１シン
クブロックのデータが得られる。このようにして得られ
た再生データに対して、シンクブロック内でインナーパ
リティを利用した誤り検出・訂正処理が行われ、ビデオ
データ等についてはさらにアウターパリティを利用した
誤り検出・訂正処理が行われる。その後、補助情報の読
み出し、可変長復号化処理（可変長符号化の逆の処
理）、逆量子化処理、逆ＤＣＴ演算が順次行われ、さら
に元の画素配置に並べなおされて、画像信号切換処理部
１のスイッチ回路７１，７２に出力される。

【００５２】以上はＳＤ信号及び分割変換信号共通の処
理である。さらに分割変換信号の再生時においては、補
助情報読み出し回路３１において、サブコードセクタの
データを読み取り、画面分割数、繰り返し回数、フレー
ム番号などを示す補助情報など、必要な情報を得る。そ
して、その分割変換信号に関する情報を画像信号切換処
理部１へ供給する。

【００５３】画像信号切換処理部１の再生処理回路６９
では、記録時に付加したダミーデータの除去が行われ
る。アドレス制御回路６７は、ＶＴＲ部２から供給され
るＨＤＳ信号に関する情報に基づいて、再生データを第
２のＨＤフレームメモリ６６に格納する際のアドレス制
御を行う。

【００５４】同様にして８分割したすべての領域のデー
タをＨＤフレームメモリ６６に格納すると同時に１ＨＤ
フレームのデータとして、ＨＤフレームメモリ６６から
読み出す。読み出した画像の画面サイズ等は、サブコー
ドセクタに記録した補助情報を参照して決定する。この
ようして、再生ＨＤＳ信号を得る。

【００５５】また本実施形態では、再生時に磁気テープ
が装填されると、必ず磁気テープの記録終端位置まで磁
気テープを駆動し、再生モードに移行して記録済み部分
の最後に記録されたサムネイル画像信号を再生し、スイ
ッチ回路７１を介してＳＤフレームメモリ７４に格納す
る。ＣＰＵ３６は、このとき同時に再生される、ＨＤＳ
信号の記録位置を特定するためのタイムコードデータを
読み取って、メモリ３７に格納する。

【００５６】使用者が検索を行うときは、図示しない操
作パネルを操作して検索モードとする。これにより、ス
イッチ回路７３は端子ｂ側に切り換えられ、サムネイル
画像信号が表示装置（図示せず）に出力され、サムネイ
ル画像が表示される。使用者は、サムネイル画像を見な
がら必要な静止画像を選択すると（例えばサムネイル画
像の下に対応するタイムコードを表示し、使用者がその
タイムコードを操作パネルから入力することにより選択
する）、ＣＰＵ３６は対応するタイムコードをメモリ３
７から読み出して図示しない制御部に供給する。該制御
部は、そのタイムコードに応じて磁気テープ４１を駆動
し、使用者が選択した静止画像を再生して出力させる。
したがって、高価且つ特殊なメモリインカセット（ＭＩ
Ｃ）テープを使用することなく、記録した静止画像を容
易に検索することができる。

【００５７】次に第２のモード（色差信号の水平方向の
画素を間引く処理を行うモード）における処理を説明す
る。第２のモードは、ＨＤＳ信号を４トラックフレーム
に記録するモードである。第２のモードでは、Ｙ信号は
図６に示すように、画面領域で４分割する。すなわち、
水平１２８０画素×垂直１０２４画素を水平方向及び垂
直方向にそれぞれ２分割して、４分割する。分割後の各
領域Ａ〜Ｄは、それぞれ水平６４０画素×垂直５１２画
素から成るので、これを第１のモードと同様に１ＳＤフ
レームのＹ信号の画素データに変換する。第２のモード
でも、図４（ｃ）の領域Ｒ３に相当する領域に値が全て
「１６」のダミーデータを挿入する。

【００５８】一方Ｃｒ及びＣｂ信号は、水平方向に１／
２に間引いて、水平３２０画素×垂直１０２４画素と
し、さらにＹ信号と同様に水平方向及び垂直方向に２分
割して４分割する。分割後の領域の画素数は、水平１６
０画素×垂直５１２画素となる。これを第１のモードと
同様にして１ＳＤフレームのＣｒ及びＣｂ信号の画素デ
ータに変換する。

【００５９】このようにして第２のモードでは、１ＨＤ
フレームが４分割され、４ＳＤフレームの画像データに
変換されて、ＶＴＲ部２に供給され、磁気テープに記録
される。第２のモードでは、１ＨＤフレームに相当する
４ＳＤフレームが４トラックフレーム（４０トラック）
の亘って記録される。すなわち、繰り返し回数を４とす
る。

【００６０】以上の点以外は、第１のモードと同様であ
る。なお、本実施形態では、スイッチ回路７０は、使用
者がＳＤ信号の記録又はＨＤＳ信号の記録を選択するこ
とにより端子ａ又は端子ｂが選択され、ＨＤＳ信号記録
選択時は、前述したようにサムネイル画像信号の記録時
のみ端子ｃが選択される。また、記録処理回路６８のス
イッチ回路６８ｃも、使用者が第１又は第２のモードを
選択することにより切り換えられる。そして、ＳＤ信号
記録かＨＤＳ信号記録かを示す情報及び第１又は第２の
モードかを示す情報は、図示しない制御部に供給され、
その制御部がＶＴＲ部２の記録時の各部における切換制
御を行う。また、再生時は、前記制御部が、補助情報読
み出し回路３１で読み出された補助情報から、ＳＤ信号
かＨＤＳ信号か及び第１又は第２のモードかを判別し、
スイッチ回路７２、６９ｃなどの切換制御を行う。

【００６１】また、ＶＴＲ部２における処理単位である
マクロブロックが、図５に示すようにＹ信号の２個のダ
ミーデータのブロックを含んで構成され、同一値のデー
タから成るＤＣＴブロックは、ＤＣＴ演算を行うことに
より、ＡＣ係数はすべて「０」となるので、他のＤＣＴ
ブロックにビット数を割り当てることができ、ＨＤＳ信
号の画質を高品質に維持して記録、再生することが可能
となる。

【００６２】また本実施形態の第２のモードでは、色差
信号の画素を間引くことにより、ＹＣ画素数比２：１の
ＨＤＳ信号を、ＹＣ画素数比４：１のＳＤ信号に変換し
て記録、再生するので、画像信号の品質は若干劣化させ
て撮影（記録）枚数を増やすことができる。

【００６３】なお、ＨＤＳ信号の画素数は、Ｙ信号で水
平１２８０画素×垂直１０２４画素に限定されるもので
はなく、例えば水平１９２０画素×垂直１０３６画素で
あってもよい。また、１ＨＤフレームを必ずしも均等に
８又は４分割する必要はなく、例えば水平１９２０画素
×垂直１０３６画素を、１２又は６分割するようにして
もよい。

【００６４】また、１ＳＤフレームの余白部分に格納す
るダミーデータの値は「１６」又は「１２８」に限るも
のではなく、ＤＣＴ演算を行う単位となるＤＣＴブロッ
ク（水平８画素×垂直８画素）の範囲で同一の値のデー
タであればよい。また、分割は必ずしも画面領域で行う
必要はなく、例えば垂直方向の分割は、８画素単位で異
なるＳＤフレームを構成するように行ってもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、第１の精細度より高い第２の精細度の静止
画像信号がｎ（２以上の整数）分割することにより前記
第１の精細度の画像信号に変換され、その分割変換信号
が分割数ｎ及び第２の精細度の静止画像信号のフレーム
サイズを示す補助情報とともに記録されるので、再生時
に高精細度の静止画像信号を忠実に再構成することが可
能となり、さらに記録時に種々の画面サイズに対して最
適な分割数を設定することも可能となる。

【００６６】請求項３に記載の発明によれば、余白領域
の割合を示す補助情報が記録されるので、余白領域の割
合を増やすことにより、直交変換において実際の画像デ
ータに割り当てられるデータ量が増加し、再生画質をよ
り向上させることが可能となる。

【００６７】請求項４に記載の発明によれば、１フレー
ムの分割変換信号を出力する所定回数を使用者が任意に
設定する仕様とすることができ、連射速度とコンシール
効果によるエラー回避のバランスを状況に応じて設定す
ることが可能となる。

【００６８】請求項５に記載の発明によれば、サムネイ
ル画像信号及び記録した静止画像信号の記録位置を特定
するための補助情報が記録されるので、高価且つ特殊な
メモリインカセット（ＭＩＣ）テープを使用することな
く、記録した静止画像を容易に検索することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるディジタル画像
信号記録再生装置の構成を示す図である。

【図２】図１の装置の一部の構成を詳細に示す図であ
る。

【図３】図２に示すブロックの構成を詳細に示す図であ
る。

【図４】高精細度の静止画像信号を通常解像度の画像信
号に変換する手法を説明するための図である。

【図５】変換して得られる画像信号のマクロブロックの
構成を説明するための図である。

【図６】高精細度の静止画像信号を通常解像度の画像信
号に変換する手法を説明するための図である。

【図７】補助情報を格納するパックの構成例を示す図で
ある。

【図８】高精細度の静止画像信号の記録手順を具体的に
説明するための図である。

【図９】ＤＶＣ規格（ＳＤ信号）のマクロブロックの構
成を示す図である。

【図１０】ＤＶＣ規格のスーパーブロックを説明するた
めの図である。

【図１１】ＤＶＣ規格のフォーマッティング後のデータ
構造を示す図である。

【図１２】ＤＶＣ規格のシンクブロックを示す図であ
る。

【図１３】ＤＶＣ規格の磁気テープ上のデータ構造を示
す図である。

【図１４】従来の静止画像記録に用いる各種フラグを説
明するための図である。

【符号の説明】

１画像信号切換処理部２画像信号記録再生部２１ブロック化回路２２ＤＣＴ演算回路２３量子化回路２４可変長符号化回路２５補助情報書き込み回路２６誤り訂正符号化回路２７シンクブロック合成記録変調回路６７アドレス制御回路６５、６６ＨＤフレームメモリ６８記録処理回路６９再生処理７４ＳＤフレームメモリ７５メモリ制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の精細度の画像信号を記録するディジ
タル画像信号記録装置において、前記第１の精細度より
高い第２の精細度の静止画像信号をｎ（２以上の整数）
分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換
し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、前記分割変換信号に所定の処理を施して記録信号に変換
し、記録媒体に記録する記録手段とを備え、該記録手段
は、前記分割数ｎ及び前記静止画像信号のフレームサイ
ズを示す補助情報を前記記録信号に含めることを特徴と
するディジタル画像信号記録装置。
【請求項２】前記記録手段は、前記静止画像信号の輝度
信号の画素数と色差信号の画素数の比を示す補助情報、
及び前記分割変換信号を前記静止画像信号に再構成する
機能を有しない再生装置による再生時に前記分割変換信
号をマスキングさせるための補助情報の少なくとも一方
を前記記録信号に含めることを特徴とする請求項１に記
載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項３】前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直
交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧
縮手段を備え、前記分割変換手段は、前記分割変換信号
が前記第２の精細度の静止画像信号の画素を含まない余
白領域を有するように変換し、前記余白領域に少なくと
も前記所定画素ブロックの範囲で同一の値を有するダミ
ーデータを挿入するダミーデータ挿入手段と、前記余白
領域の割合及び分割数ｎを変更する変更手段とを備え、
前記記録手段は、前記余白領域の割合を示す補助情報を
前記記録信号に含めることを特徴とする請求項１又は２
に記載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項４】前記分割変換手段は、前記ｎ分割して構成
された１フレームの分割変換信号を２以上の所定回数出
力し、前記記録手段は、前記所定回数を示す補助情報
と、該所定回数出力するうちの何番目のフレームかを示
す補助情報とを前記記録信号に含めることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載のディジタル画像信号
記録装置。
【請求項５】第１の精細度より高い第２の精細度の静止
画像信号をｎ（２以上の整数）分割することにより前記
第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として
出力する分割変換手段と、前記静止画像信号の画素を間引くことにより、前記静止
画像信号の１フレームが前記第１の精細度の画像信号の
１フレームに対応するように変換し、間引き変換信号と
して出力する間引き変換手段と、前記分割変換信号及び間引き変換信号に所定の処理を施
して記録信号に変換し、記録媒体に記録する記録手段と
を備えるディジタル画像信号記録装置であって、前記静止画像信号の画素を間引くことにより、前記静止
画像信号の複数フレームが前記第１の精細度の画像信号
の１フレームに対応するように変換し、サムネイル画像
信号として出力するサムネイル画像作成手段を備え、前記記録手段は、前記サムネイル画像信号に前記所定の
処理を施して前記分割変換信号及び間引き変換信号の後
に記録するとともに、記録した静止画像信号の記録位置
を特定するための補助情報を前記記録信号に含めること
を特徴とするディジタル画像信号記録装置。
【請求項６】前記記録手段は、前記静止画像信号を記録
するごとに前記記録位置を特定するための補助情報をメ
モリに蓄積し、画像情報の記録動作終了後に続けて前記
メモリに蓄積した補助情報を記録することを特徴とする
請求項５に記載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項７】請求項１から４のいずれかに記載のディジ
タル画像信号記録装置によって記録媒体を再生し、第２
の精細度の静止画像信号を再構成する再構成手段を備え
るディジタル画像信号再生装置であって、前記再構成手
段は、前記補助情報を用いて前記静止画像信号を再構成
することを特徴とするディジタル画像信号再生装置。
【請求項８】請求項６に記載のディジタル画像信号記録
装置によって記録された記録媒体を再生し、第２の精細
度の静止画像信号を再構成する再構成手段を備えるディ
ジタル画像信号再生装置であって、再生開始時に、前記
記録動作終了位置に記録された補助情報を再生してメモ
リに格納し、該格納した補助情報に基づいて、記録した
前記静止画像信号の検索を行う検索手段を備えることを
特徴とするディジタル画像信号再生装置。