JP3277506B2 - ディジタル画像信号の記録・再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタル画像信号をブロック構成に変
換し、ブロック毎にディジタル画像信号を符号化する処
理を採用するディジタル画像信号の記録・再生装置に関
する。

〔従来の技術〕

ディジタル画像信号は、オーディオデータと比してデ
ータ量が多いために、比較的小型なVTR等の記録装置で
記録する時には、高能率符号化により記録データ量の圧
縮がなされる。高能率符号化の一つとして、ディジタル
画像を多数のブロックに細分化し、各ブロック単位で符
号化を行う方式（ブロック符号化と称する）が提案され
ている。第４図は、ブロック符号化を使用する従来のデ
ィジタルVTRの一例を示す。

１で示す入力端子からのビデオ信号がA/D変換器２に
よりディジタルビデオ信号に変換される。ディジタルビ
デオ信号がブロック化回路3aに供給され、テレビジョン
走査のデータの順序がブロックのデータの順序に変換さ
れる。ブロックは、例えば１フレームの画像を細分化し
た（４×４）、（８×８）等のサイズの２次元領域であ
る。ブロック化回路3aは、フレームメモリで構成されて
いる。ブロックとしては、時間的に連続する２フレーム
に夫々含まれ、フレーム内の位置が対応する二つの領域
から構成される３次元ブロックを使用しても良い。この
場合には、フレーム化回路3aの必要とするメモリ量が増
大する。

ブロック化回路3aの出力データがエンコーダ４に供給
される。エンコーダ４は、ブロックの単位でデータ量を
圧縮する符号化を行う。エンコーダ４の符号化出力がフ
レーム化回路５に供給され、例えば同期信号が所定間隔
で挿入されたバイトシリアルのデータ系列に変換され
る。フレーム化回路５の出力がパリティ生成回路６に供
給され、エラー検出及び訂正符号のパリティが生成され
る。符号化出力及びパリティが記録回路７に供給され
る。記録回路７は、ディジタル変調回路、記録アンプ等
を含み、記録回路７からの記録データがヘッド・テープ
部８に供給され、例えば回転ヘッドにより磁気テープに
記録される。

ヘッド・テープ部８からの再生信号が再生アンプ、デ
ィジタル復調回路等を含む再生回路10に供給され、再生
回路10の出力データがTBC（時間軸補償器）11に供給さ
れ、再生信号中の時間軸変動分が除去される。TBC11の
出力がエラー訂正回路12に供給され、エラー検出及びエ
ラー訂正がなされる。エラー訂正回路12の出力データが
フレーム分解回路13に供給される。フレーム分解回路13
では、フレーム化回路５と逆に再生データを符号化出力
に分解する。

フレーム分解回路13からの出力データがデコーダ14に
供給される。デコーダ14は、圧縮されているデータから
元の画像の復元データを発生する。この復元データがブ
ロック分解回路3bに供給される。ブロック分解回路3b
は、ブロックの順序のデータをテレビジョン走査の順序
のデータに変換する。ブロック分解回路3bは、フレーム
メモリで構成されている。ブロック分解回路3bの出力デ
ータがD/A変換器15に供給され、出力端子16には、再生
ビデオデータが取り出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のディジタルVTRでは、上述のように、ブロック
化回路3aとブロック分解回路3bとが記録側と再生側とに
夫々設けられていた。これらの回路は、大きく容量のメ
モリを必要とするので、回路全体の規模を小さくするう
えでの障害であった。

従って、この発明の目的は、ブロック化回路とブロッ
ク分解回路の共用によって、回路規模を小さくし、ま
た、モニタする画像信号を記録時と再生時とで切り替え
ることができ、さらに、スイッチ回路に対する制御信号
を共通とすることが可能なディジタル画像信号の記録・
再生装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ディジタル画像信号が入力される第１の
端子と、第２の端子から入力された信号の一方を選択的
に出力する第１のスイッチ回路（S1）と、 第１のスイッチ回路（S1）の出力が入力され、記録時
にはブロック化回路として動作し、再生時にはブロック
分解回路として動作するブロック回路（３）と、 ブロック回路（３）の出力が入力され、入力された信
号を第３および第４の出力端子の一方に選択的に出力す
る第２のスイッチ回路（S2）と、 第２のスイッチ回路（S2）の第３の出力端子からの信
号が入力され、ブロック回路（３）でブロック化された
ディジタル画像信号をブロック単位で符号化する符号化
回路（４）と、 符号化回路（４）の出力を記録媒体に記録する記録回
路（７）と、 記録媒体に記録された信号を再生する再生回路（10）
と、 再生回路（10）からの信号をブロック単位で復号し、
第１のスイッチ回路（S1）の第２の入力端子に出力する
復号化回路（12）と、 ディジタル画像信号が入力される第５の入力端子と、
第２のスイッチ回路（S2）の第４の出力端子からの信号
が入力される第６の入力端子から入力された信号の一方
を選択的に出力する第３のスイッチ回路（S6）と、 第２のスイッチ回路（S2）の第４の出力端子から出力
されたディジタル画像信号を出力するディジタル出力端
子（19）と、 第３のスイッチ回路（S6）から出力されるディジタル
画像信号が入力され、ディジタル画像信号をアナログ画
像信号に変換するディジタル・アナログ変換回路（15）
と、 ディジタル・アナログ変換回路からのアナログ画像信
号を出力するアナログ出力端子（16）と、 を具備し、 第１のスイッチ回路（S1）、第２のスイッチ回路（S
2）、第３のスイッチ回路（S6）が同一の制御信号に基
づいて切り換えられ、 記録時には、制御信号に基づいて、第１のスイッチ回
路（S1）が第１の入力端子からの入力を出力し、第２の
スイッチ回路（S2）がブロック回路（３）からの信号を
第３の出力端子から出力し、第３のスイッチ回路（S6）
が第５の入力端子からの入力を出力し、 再生時には、制御信号に基づいて、第１のスイッチ回
路（S1）が第２の入力端子からの入力を出力し、第２の
スイッチ回路（S2）がブロック回路（３）からの信号を
第４の出力端子から出力し、第３のスイッチ回路（S6）
が第６の入力端子からの入力を出力する ことを特徴とするディジタル画像信号の記録・再生装置
である。

〔作用〕

ブロック回路３は、記録時と再生時とで例えばメモリ
の書き込み動作及び読み出し動作を切り替えることによ
り、ブロック化とブロック分解との双方の機能を持つこ
とができる。従って、メモリ容量が大きいブロック化回
路及びブロック分解回路を共用することで、ハードウエ
アの規模を小さくできる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図において、アナログビデオ信号が入力端
子１からA/D変換器２に供給され、A/D変換器２からディ
ジタルビデオ信号が得られる。

ディジタルビデオ信号がスイッチング回路S1の記録側
端子ｒを介してブロック回路３に供給される。ブロック
回路３は、記録時にブロック化回路として動作し、再生
時にブロック分解回路として動作するものである。ブロ
ック回路３の出力信号がスイッチング回路S2の記録側端
子ｒを介してブロック符号化のエンコーダ４に供給され
る。エンコーダ４の符号化出力がフレーム化回路５及び
スイッチング回路S3の記録側端子ｒに供給される。スイ
ッチング回路S3には、ブロック符号化のデコーダ14が接
続されている。

ブロック符号化としては、本願出願人の提案に係るAD
RC（Adaptive Dynamic−Range Coding）を適用できる。
ADRCは、ブロック毎にダイナミックレンジを検出し、ブ
ロックの最小値又は最大値で正規化された画素データを
ダイナミックレンジに適応して量子化するものである。
符号化された画素データのビット長が固定のもの、或い
は可変のものの何れも使用できる。また、ADRC以外に、
差分符号化、DCT（Discrete cosine transform）等の高
能率符号を使用しても良い。更に、複数の高能率符号を
組み合わせたハイブリッド符号化を行うようにしても良
い。

デコーダ14の復号出力がスイッチング回路S4の記録側
端子ｒを介してエンコーダ４に供給される。記録時にデ
コーダ14をローカルブコーダとして使用することが可能
とされている。例えば差分符号化の場合では、入力デー
タとローカルデコーダ14からの復号出力との差がエンコ
ーダ４で符号化される。また、画像の動き領域とその静
止領域とで異なる処理（例えばサブサンプリング）を
し、処理後の各領域のデータを混合して伝送する方式で
は、混合比を設定するのに、ローカル復号がなされる。
このローカル復号のために、デコーダ14が使用できる。

フレーム化回路５では、エンコーダ４の符号化出力が
所定の順序で配列され、また、同期信号が付加される。
フレーム化回路５からの例えばバイトシリアルのデータ
がパリティ生成回路６に供給される。パリティ生成回路
６は、記録及び再生の過程で生じるエラーを検出し、ま
た、このエラーを訂正するためのエラー訂正符号のパリ
ティを発生する。パリティ生成回路６の出力信号が記録
回路７に供給される。記録回路７には、ディジタル変調
回路、記録アンプ等が含まれている。記録回路７からの
記録データがヘッド・テープ部８に供給される。ヘッド
・テープ部８は、例えば回転ヘッド、磁気テープ、モー
タ等を含み、回転ヘッドにより記録データが磁気テープ
に斜めのトラックとして記録される。

ヘッド・テープ部８からの再生信号が再生回路10に供
給される。再生回路10は、再生アンプ、ディジタル復調
回路等からなる。再生回路10の出力信号がTBC11に供給
される。TBC11は、再生信号に含まれる時間軸変動分を
除去する。TBC11からの再生データがエラー訂正回路12
に供給され、記録及び再生の過程で生じたエラーが検出
及び訂正される。エラー訂正回路12の出力データがフレ
ーム分解回路13に供給される。フレーム分解回路13は、
フレーム化回路５と逆に再生データを分解する。

なお、フレーム化回路５及びフレーム分解回路13を共
通の構成としても良い。

フレーム分解回路13の出力データがスイッチング回路
S3の再生側端子ｐを介してデコーダ14に供給される。デ
コーダ14では、ブロック符号の復号がされ、デコーダ14
から復号されたビデオデータが得られる。この再生ビデ
オデータがスイッチング回路S4の再生側端子ｐとスイッ
チング回路S1の再生側端子ｐとを介してブロック回路３
に供給される。

ブロック回路３は、再生時には、ブロック分解回路と
して動作する。従って、ブロック回路３により、ブロッ
クの順序のデータがテレビジョン走査の順序のものに変
換される。ブロック回路３の出力データがスイッチング
回路２の再生側端子ｐを介してD/A変換器15に供給され
る。D/A変換器15の出力端子16に再生されたアナログビ
デオ信号が得られる。

上述のスイッチング回路S1〜S4は、破線で示すよう
に、端子17からのモード切り替え信号で共通に制御さ
れ、各スイッチング回路が記録時には、記録側端子ｒを
選択し、再生時には、再生側端子ｐを選択する。

第２図に示すように、ディジタル入力端子18及びディ
ジタル出力端子19を設ける時には、スイッチング回路S5
及びS6が第１図の構成に対して付加される。スイッチン
グ回路S5の入力端子ａにA/D変換器２の出力端子が接続
され、その入力端子ｂにディジタル入力端子18が接続さ
れる。スイッチング回路S5の出力端子には、スイッチン
グ回路S1及びS6の夫々の記録側端子ｒが接続される。ス
イッチング回路S5は、端子20からの入力選択信号によ
り、A/D変換器２の出力或いはディジタル入力の一方を
選択するように制御される。

スイッチング回路S6の再生側端子ｐがスイッチング回
路S2の再生側端子ｐ及びディジタル出力端子19と接続さ
れる。スイッチング回路S6の出力端子にD/A変換器15が
接続される。従って、スイッチング回路S6が再生側端子
ｐを選択する時に、アナログ出力及びディジタル出力を
得ることができる。また、スイッチング回路S6が記録側
端子ｒを選択する時には、スイッチング回路S5の出力、
即ち、記録ディジタルビデオ信号がD/A変換器15に供給
され、アナログ出力端子16に接続されたモニタにより、
記録画像をモニタできる。

１フレーム内の２次元ブロックを構成する時に適用で
きるブロック回路３の例を第３図に示す。第３図におい
て、21及び22が夫々フレームメモリを示す。フレームメ
モリ21及び22は、書き込みアドレス発生回路、読み出し
アドレス発生回路、メモリ制御回路を含んでいる。

スイッチング回路S1を介された入力データがスイッチ
ング回路S7で選択された一方のフレームメモリに入力さ
れる。フレームメモリ21及び22の夫々の読み出し出力が
スイッチング回路S8を介して出力データとして取り出さ
れる。スイッチング回路S7は、端子23からのフレーム毎
にレベルが反転する制御信号で制御され、スイッチング
回路S8は、この制御信号がインバータ24で反転された信
号で制御される。従って、１フレーム期間のビデオデー
タが一方のフレームメモリに書き込まれている期間で、
他のフレームメモリ22からビデオデータが読み出され
る。

フレームメモリ21及び22の動作が端子25からのモード
信号で制御される。モード信号により、ブロック化回路
としてブロック回路３が動作する時には、フレームメモ
リ21及び22には、入力ビデオデータが順に書き込まれ、
ブロックの順序でフレームメモリ21及び22からビデオデ
ータが読み出される。ブロック分解回路の動作がモード
信号で指定された時には、ブロックの順序の再生データ
がフレームメモリ21及び22に書き込まれ、テレビジョン
走査の順序でフレームメモリ21及び22からビデオデータ
が読み出される。

ブロック回路３は、第３図に示すものに限定されな
い。３次元ブロックの場合では、本願出願人の提案に係
る特願昭62−58649号明細書に記載されているようなフ
ィールド内走査変換回路とフィールド間走査変換回路と
を組み合わせたものを使用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は、フレーム化とフレーム分解とが共通の回
路でなされるので、これらのために別個の回路を設ける
のと比較して、ハードウエアの規模を小さくできる。

また、この発明では、アナログ出力端子を設けて記録
時と再生時とで、モニタリングを可能としている。第３
のスイッチ回路S6を設けることによって、モニタリング
のためのディジタル・アナログ変換回路を記録時と再生
時とで共用することができる。さらに、この発明では、
ブロック回路およびディジタル・アナログ変換回路と接
続されたスイッチ回路を同一の制御信号で制御するの
で、スイッチ回路の制御を容易とできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の基本的構成を示すブロッ
ク図、第２図はこの発明の一実施例を部分的に示すブロ
ック図、第３図はブロック回路の一例のブロック図、第
４図は従来の記録・再生装置のブロック図である。 図面における主要な符号の説明 1:アナログ入力端子、 3:ブロック回路、 4:ブロック符号のエンコーダ、 8:ヘッド・テープ部、 14:ブロック符号のデコーダ、 16:アナログ出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/24 - 7/68 G11B 20/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像信号が入力される第１の端
   子と、第２の端子から入力された信号の一方を選択的に
   出力する第１のスイッチ回路（S1）と、 上記第１のスイッチ回路（S1）の出力が入力され、記録
   時にはブロック化回路として動作し、再生時にはブロッ
   ク分解回路として動作するブロック回路と、 上記ブロック回路の出力が入力され、入力された信号を
   第３および第４の出力端子の一方に選択的に出力する第
   ２のスイッチ回路（S2）と、 上記第２のスイッチ回路（S2）の上記第３の出力端子か
   らの信号が入力され、上記ブロック回路でブロック化さ
   れたディジタル画像信号をブロック単位で符号化する符
   号化回路と、 上記符号化回路の出力を記録媒体に記録する記録回路
   と、 上記記録媒体に記録された信号を再生する再生回路と、 上記再生回路からの信号を上記ブロック単位で復号し、
   上記第１のスイッチ回路（S1）の上記第２の入力端子に
   出力する復号化回路と、 ディジタル画像信号が入力される第５の入力端子と、上
   記第２のスイッチ回路（S2）の上記第４の出力端子から
   の信号が入力される第６の入力端子から入力された信号
   の一方を選択的に出力する第３のスイッチ回路（S6）
   と、 上記第２のスイッチ回路（S2）の上記第４の出力端子か
   ら出力されたディジタル画像信号を出力するディジタル
   出力端子と、 上記第３のスイッチ回路（S6）から出力されるディジタ
   ル画像信号が入力され、ディジタル画像信号をアナログ
   画像信号に変換するディジタル・アナログ変換回路と、 上記ディジタル・アナログ変換回路からのアナログ画像
   信号を出力するアナログ出力端子と、 を具備し、 上記第１のスイッチ回路（S1）、上記第２のスイッチ回
   路（S2）、上記第３のスイッチ回路（S6）が同一の制御
   信号に基づいて切り換えられ、 記録時には、上記制御信号に基づいて、上記第１のスイ
   ッチ回路（S1）が上記第１の入力端子からの入力を出力
   し、上記第２のスイッチ回路（S2）が上記ブロック回路
   からの信号を上記第３の出力端子から出力し、上記第３
   のスイッチ回路（S6）が上記第５の入力端子からの入力
   を出力し、 再生時には、上記制御信号に基づいて、上記第１のスイ
   ッチ回路（S1）が上記第２の入力端子からの入力を出力
   し、上記第２のスイッチ回路（S2）が上記ブロック回路
   からの信号を上記第４の出力端子から出力し、上記第３
   のスイッチ回路（S6）が上記第６の入力端子からの入力
   を出力する ことを特徴とするディジタル画像信号の記録・再生装
   置。