JP3454618B2 - 映像データ記録方法および映像データ記録装置 - Google Patents

映像データ記録方法および映像データ記録装置

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JP3454618B2
JP3454618B2 JP24866895A JP24866895A JP3454618B2 JP 3454618 B2 JP3454618 B2 JP 3454618B2 JP 24866895 A JP24866895 A JP 24866895A JP 24866895 A JP24866895 A JP 24866895A JP 3454618 B2 JP3454618 B2 JP 3454618B2
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号をデジタ
ル化した映像データをテープに記録する方法に関し、特
に、特殊再生を可能とする映像データ記録方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】米国の次世代デジタル放送方式として提
案されているATV(Advanced Television)規格におい
ては、画像データを伝送する際の圧縮方法として、画像
圧縮の国際標準であるMPEG(Moving Picture Image
Coding Experts Group)方式が採用されようとしてい
る。又、欧州の次世代放送であるDVB(Digital Video
Broadcasting)においても、MPEGが採用される予定
である。
【0003】MPEG方式は、データの符号化におい
て、動き補償予測、DCT(離散コサイン変換)、及び可
変長符号化を採用しており、図15のフレーム構成に示
す様に、画像は、時間軸予測モードによって、I(intra
-coded)ピクチャ、P(predictive coded)ピクチャ、B
(bi-directionally predictive coded)ピクチャの3種
類に分類される。Iピクチャはフレーム内符号化画像で
あり、Pピクチャは時間的に前方のフレームから予測す
るフレーム間予測符号化画像であり、Bピクチャは前後
フレームからのフレーム間予測符号化画像である。
【0004】MPEG方式における画像のデータ階層構
造を図16に示す。下層から順に以下の様に構成され
る。 (ブロック層)ブロックは、輝度又は色差の隣接する8×
8画素から構成され、DCTはこの単位で実行される。 (マクロブロック層)マクロブロックは、隣接する4個の
輝度ブロックと、画面上で同じ位置にあたる2個の色差
ブロックCb、Crの計6個のブロックから構成され
る。 (スライス層)スライスは、画像の走査順に連なる複数の
マクロブロックから構成される。 (ピクチャ層)ピクチャは複数のスライスから構成され、
1枚の画像を形成する。符号化される形式により、前述
のIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャに分類される。 (GOP層)GOP(グループオブピクチャ)は、1又は複
数枚のIピクチャと、0又は複数枚の非Iピクチャから
構成される。 (ビデオシーケンス層)ビデオシーケンスは、画像サイ
ズ、画像レート等が同じ1又は複数のGOPから構成さ
れる。
【0005】一方、HD(High Definition)デジタルV
CR協議会において、映像信号をデジタルデータとして
記録し、再生するデジタルVTRの規格化が検討されて
いる。ここで、磁気テープには、上述のMPEG方式に
よって画像圧縮されたATV規格のデータ(ATV信
号)、或いはDVB信号を記録することが考えられる。
図17は、デジタルVTRにおける標準の信号記録フォ
ーマットを示している。図示の様に、磁気テープ(21)の
信号面に形成されるトラックは、インサート用データと
トラック情報を含むITIエリア、音声データエリア、
映像データエリア、及びサブコードデータエリアから構
成される。そして、PALモードでは、磁気テープに毎
秒360トラックが記録され、1フレームの画像は平均
12トラックを用いて記録される。
【0006】データはシンクブロックと呼ばれる単位で
記録され、1トラックの映像データエリアには、135
シンクブロックが記録可能である。各シンクブロック
は、図18に示す如く、シンクデータエリア(2バイ
ト)、IDデータエリア(3バイト)、映像データエリア
(77バイト)、及びパリティエリア(8バイト)の計90
バイトで構成される。
【0007】上述の映像データエリアにMPEGデータ
を記録する場合、入力されるMPEGビットストリーム
が図16に示すデータ階層のまま記録されるマクロブロ
ック単位に注目すると、このマクロブロックの符号長は
一定ではなく、且つ、上位層と混在して記録されるた
め、上述のシンクブロックと、記録されるマクロブロッ
クとは一定の関係にはない。即ち、マクロブロックによ
って決まる画面上の位置と、シンクブロックによって決
まる記録トラックパターン上の位置とは無関係となる。
【0008】この様にして記録された磁気テープを記録
時とは異なる速度で走行させて、高速再生等の特殊再生
を行なう場合、ヘッドは複数トラックを跨いで走査する
ことになるため、MPEG方式のデータは連続的に得ら
れず、断片的なものとなる。前述の如く、MPEG方式
のビットストリームの内、PピクチャやBピクチャはフ
レーム間予測符号化画像であるので、これを断片的に獲
得しても、画像を再構成することが出来ない。
【0009】即ち、特殊再生画は、フレーム内予測符号
化画像であるIピクチャのみに基づいて再構成が可能で
あって、然もIピクチャの再構成においては、トラック
上に分布するIピクチャのデータを順序正しく全て獲得
する必要がある。従って、入力されるMPEGビットス
トリームをそのまま順次記録する方式では、特殊再生は
不可能である。
【0010】そこで、デジタルVTRにおける特殊再生
の方法として、1993年10月発行の学会誌「Intern
ational Workshop On HDTV'93」の“A Recording Metho
d ofATV data on a Consumer Digital VCR”に記載の方
法が知られている。
【0011】この方法においては、各トラックの映像デ
ータエリア内に特定のエリアを設け、該特定エリア内
に、通常再生用のデータとは別に、Iピクチャのデータ
を特殊再生用のデータとして記録する。この様な記録方
法が可能となる理由は、ATV信号のデータレートは約
19.3Mbpsであるのに対して、HDデジタルVC
R協議会の規格に基づく1トラックの映像データエリア
は約24.9Mbpsのデータレートで記録可能である
ため、約5.6Mbpsに相当する領域が記録可能な領
域として余ることになるからである。この余剰領域は、
1トラックの映像データエリア135SB(シンクブロ
ック)に対し、約32SBに相当する。
【0012】具体的には、図19に示す様に、1本のト
ラック上の映像データエリアに、通常再生用のデータエ
リアNPAを設けると共に、該トラック上の前部、中央
部及び後部の3箇所に、特殊再生用のデータエリアTP
Aを設ける。3つの特殊再生用データエリアTPAに
は、1トラックの映像データエリア135SBの内、合
計32SBが割り当てられる。
【0013】この場合、特殊再生用データの割当ては図
20に示す方法で行なわれる。先ず、同図(a)の如くM
PEGビットストリームの中からIピクチャのマクロブ
ロックA、B、C、・・・を抜き出し、同図(b)の如く
データ列A′、B′、C′、・・・を得る。ここで、符
号化された各マクロブロックの符号長は異なっている。
そして、同図(c)の如く該データ列A′、B′、C′、
・・・を順にシンクブロックSB1、SB2、SB3、
・・・に割り当てる。このとき、シンクブロックの符号
長は一定であるから、各シンクブロックと割り当てられ
たマクロブロックとは一定の関係になく、1つのマクロ
ブロックは複数のシンクブロックに跨がることになる。
【0014】そして、特殊再生で設定される最大の倍速
数nと同数のトラックに対して、同じ特殊再生用データ
を記録する。例えばn=5の場合、図19に示す様に連
続する5トラックの特殊再生用データエリアTPAに同
一データを記録する。
【0015】更に、上記5トラック単位にデータを更新
し、これを複数回(m回)繰り返して、5×m本のトラッ
クによりIピクチャのデータを全て記録するのである。
上記記録方法によれば、再生速度が5倍速以下であれ
ば、5×m本のトラックを5トラック毎に1回、合計m
回走査すれば、Iピクチャの映像データを全て獲得する
ことが出来る。
【0016】ところで、欧州で採用される予定のDVB
(Digital Video Broadcasting)では、1つの番組の放送
信号のビットレートが、例えば20Mbps、10Mb
ps、4Mbps等、任意値に可変設定されることにな
る。これに対し、デジタルVTRでは、ビットレート2
5Mbpsの信号を記録することが可能である。又、A
TV方式では、図14(a)に示す様に、ある時間帯には
1つの番組のみに関するビットストリーム(映像データ
1V、音声データ1A、及びコードデータ1D)が放送
されてくるのに対し、DVB方式では、同図(b)に示す
様に、複数の番組、例えば4つの番組が混在するビット
ストリーム(1V、2V、3V、1A、…)が放送されて
くる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従って、この様な複数
番組が混在するDVB信号をデジタルVTRによってテ
ープに記録する場合、図19に示す従来の記録方法をそ
のまま採用したとすると、特殊再生時の1本のヘッド軌
跡上に配置されるべき複数の特殊再生用データエリア
に、異なる番組の特殊再生用データが不規則に混在する
こととなる。この結果、1つの番組について特殊再生を
行なわんとする場合、該番組についての特殊再生用デー
タ(Iピクチャのデータ)を全て獲得することが出来ず、
特殊再生が不可能となる問題がある。又、テープに記録
されている複数の番組の内、ある特定の番組についての
記録の保存が不要となったとき、テープには複数番組が
混在して記録されているので、特定番組のデータのみを
消去して、該消去部分に別番組のデータを記録すること
が出来ず、テープの有効利用の点で問題がある。
【0018】本発明の目的は、複数番組について映像デ
ータをテープに混在させて記録する場合に、特殊再生に
支障のない映像データ記録方法を提供することである。
又、本発明の他の目的は、テープに記録されている複数
の番組の内、特定の番組に対する上書きが可能な映像デ
ータ記録方法を提供することである。
【0019】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る映像データ記
録方法は、テープ上に信号記録トラックを繰り返し形成
し、これらのトラックには、各トラックに対し、或いは
複数本当り1本の各トラックに対し、通常再生用データ
エリアと特殊再生用データエリアをトラック長手方向に
交互に形成して、同一テープ上に複数番組の映像データ
を混在させて記録する方法であって、特殊再生時の倍速
数に応じた複数本のトラックを1特殊再生フレームとし
て、同一特殊再生フレーム内の複数本のトラックの特殊
再生用データエリアには、トラック単位で同一の特殊再
生用データを繰返し記録し、1或いは複数の特殊再生フ
レームを1ブロックとして、複数番組についての映像デ
ータを番組毎に各ブロックへサイクリックに記録するも
のである。
【0020】該映像データ記録方法によれば、1つの特
殊再生フレームが特殊再生時の倍速数に応じた複数本の
トラックから構成され、特殊再生時には、これらのトラ
ックを斜めに横切るヘッドトレースによって、各トラッ
クの特殊再生用データエリアから特殊再生用データが読
み出される。ここで、各特殊再生フレームには、1つの
番組についての映像データが記録されているので、1つ
の特殊再生フレームに対するヘッドトレースによって、
1つの番組の特殊再生画の生成に必要な全てのデータが
獲得される。そして、次のブロックに対するヘッドトレ
ースによって、他の1つの番組の特殊再生画の生成に必
要な全てのデータが獲得され、この繰返しによって、全
ての番組についての特殊再生用データの読出しが可能で
ある。特殊再生映像の表示に際しては、所望の1つの番
組についてのヘッドトレースのみを有効化して、該ヘッ
ドトレースによって獲得された特殊再生用データを映像
表示装置へ出力し、特殊再生に供する。
【0021】具体的には、各特殊再生フレーム内の映像
データに、番組名を表わす番組データを付加して、テー
プ上に記録する。従って、映像再生時に、該番組データ
を解読することによって、テープから再生される通常再
生用データ或いは特殊再生用データの中から、特定の番
組についてのデータが識別される。
【0022】又、具体的には、上書きモードにて、テー
プ上に記録された複数番組の映像データを再生しつつ、
特定番組についての特殊再生フレームの位置を認識し、
該特殊再生フレームに対して別番組の映像データを上書
きする。ここで、各番組の映像データは前記ブロック単
位で記録されているので、特定の番組の映像データをブ
ロック単位で消去したとしても、他の番組の映像データ
に影響はない。この様に、ブロック単位で消去エリアが
生じることになるので、他の番組の映像データの上書き
に際しても、消去エリアに対し、ブロック単位で別番組
の映像データを記録することが出来る。
【0023】更に、具体的には、上書きせんとする別番
組の映像データのビットレートを検知し、該検知に基づ
いて、上書きの対象とすべき特定番組を選択する。テー
プに記録されている複数の番組の映像データのビットレ
ートが複数種類の値を有している場合、例えば上書きせ
んとする別番組の映像データと同一のビットレートを有
する番組を選択して、該番組に対して上書きを施すこと
により、消去エリアを有効に利用することが出来る。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る映像データ記録方法によれ
ば、複数番組について映像データをテープに混在させて
記録した後、所望の番組の通常再生のみならず、特殊再
生をも支障なく行なうことが出来る。又、テープに記録
されている複数の番組の内、特定の番組に対する上書き
が可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、DVB方式で伝送されてく
るデータをHDデジタルVCR協議会の規格に基づくデ
ジタルVTRによって記録する幾つかの実施例につき、
図面に沿って詳述する。
【0026】図2は、本発明の前提となる記録トラック
の構成を表わしている。ヘッド構成は180°対向型2
ヘッドであり、該ヘッドトレースによって形成されるべ
き信号記録トラックは、アジマス角度の違い、及びトラ
ッキングのためのパイロット信号の種類によって、f0
トラック、f1トラック及びf2トラックに区別されて
いる。これらのトラックは、図示の如くf0→f1→f
0→f2の順序で繰り返し形成され、f0トラックに
は、その映像データエリア135SBに対して、高速送
りによる特殊再生を実現するための特殊再生用データエ
リアTPAを形成する。
【0027】これらの特殊再生用データエリアTPA
は、図中に矢印で示す様にヘッドが特定の倍速数(例え
ば18倍速)でテープをトレースしたときに、各特殊再
生用データエリアTPAからデータを読み出すことの出
来る位置に配設される。具体的には、f0トラックに対
して、SB40〜44、SB62〜66、SB84〜8
8、SB106〜110、SB128〜132、及びS
B150〜154の6つ領域に特殊再生用データエリア
TPAが配設され、f0トラックの他の領域及びf1及
びf2トラックは、通常再生用データエリアNPAとし
て用いられる。
【0028】又、1つの特殊再生用エリアTPAは5S
Bから形成される。これは、5SBが188バイトのM
PEGパケットを2個、効率的に収容出来る大きさであ
って、且つ、18倍速程度の高速再生時に1回のヘッド
トレースによって各特殊再生用データエリアからデータ
を正常に読み出することの出来る大きさであることを考
慮したものである。更に、片方のアジマストラックにの
み特殊再生用データエリアを配置したのは、後述のシン
グルプログラムモードで記録されているテープを対象と
して特殊再生を行なう場合に、180度対向ヘッド、ダ
ブルアジマスヘッド等のヘッド構成に拘わらず、特殊再
生を可能とするためのである。
【0029】次に、1つの番組だけを記録するシングル
プログラムモード記録と、マルチプログラム放送によっ
て送られてくる複数の番組を記録するマルチプログラム
モード記録について、映像データの記録/再生方式を説
明する。
【0030】シングルプログラムモード記録の場合 図2に於いて、例えば18倍速再生を実現する場合、1
8本のトラックの特殊再生用データエリアに対し、トラ
ック単位で同一の特殊再生用データ(Iピクチャのデー
タ)を繰り返し形成する。ここで、1本のf0トラック
には、1個当り5SBの特殊再生用データが6箇所に形
成されているから、5SB×6=30SB分のデータ記
録容量がある。そして、このf0トラックは1トラック
おきに18回繰り返して形成されるので、36本のf0
トラックを用いて30SB分のデータが記録されること
になる。
【0031】更に、この36トラックを1特殊再生フレ
ーム(1TPフレーム)として、データを更新し、これを
複数回(m回)繰り返して、(36×m)本のトラックによ
って、Iピクチャの映像データを全て記録するのであ
る。ここで、Iピクチャは、そのデータ量が一定ではな
いので、mは整数に限定されない。
【0032】18倍速による特殊再生時には、図2に実
線の矢印で示す1回のヘッドトレースHTaによって、
1つの特殊再生フレーム内に形成されている6個の特殊
再生エリアから特殊再生用データを読み出し、m回のヘ
ッドトレースによって1枚のIピクチャのデータを全て
獲得することが出来る。仮に、図2中に鎖線の矢印で示
す様に2トラック分ずれたヘッドトレースHTa′が行
なわれた場合でも、該TPフレーム内では、最後の特殊
再生用データエリアに対するヘッドトレースが欠落する
が、その前のTPフレームに対するヘッドトレースが後
のTPフレーム内へずれ込んで、該ヘッドトレースによ
って前記最後の特殊再生用データエリアからデータが読
み出されている。従って、図2の如く36トラックに対
する特殊再生用データの繰返しによって、ヘッドトレー
スの位相のずれに拘わらず、常に1回のヘッドトレース
によって1つのTPフレーム内の全ての特殊再生用デー
タが獲得されることになる。
【0033】マルチプログラムモード記録の場合 例えば、8つの番組が1つのビットストリーム中に混在
して送られてくるDVB信号を受信して、この中の所望
の4つの番組をテープに記録する場合、18倍速再生を
実現するには、図1の如く36本のトラックからなる前
述のTPフレームを単位として、同一TPフレーム内の
36本のトラックの特殊再生用データエリアには、トラ
ック単位で同一の特殊再生用データを繰返し記録し、4
つの番組(A、B、C、D)についての映像データを順
次、次のTPフレームへ書き込む。そして、全番組に対
する1つのTPフレームの作成を1サイクルとして、サ
イクル毎に各番組についての映像データを更新していく
のである。
【0034】18倍速による特殊再生時には、図2に実
線の矢印で示す1回のヘッドトレースHTaによって、
1つの特殊再生フレーム内に形成されている6個の特殊
再生エリアから特殊再生用データを読み出し、各番組に
ついてのm回のヘッドトレースによって1枚のIピクチ
ャのデータを全て獲得することが出来る。
【0035】尚、4つの番組の中から所望の1つの番
組、例えば番組Aの特殊再生映像の表示に際しては、番
組AについてのヘッドトレースHTaによって読み出さ
れるデータのみを映像表示に利用して、他のヘッドトレ
ースTHb、THc、HTdによって読み出されるデー
タは破棄すればよい。
【0036】上述のマルチプログラムモード記録によれ
ば、各番組の映像データが番組毎に各TPフレームへ独
立して書き込まれているから、複数の番組の映像データ
をテープに記録した後、特定の番組の映像データのみを
消去して、該消去エリアに別番組の映像データを記録す
る上書き記録が可能である。
【0037】以下、上記の映像データ記録方法を実現す
るためのデジタルVTRにおける記録回路及び再生回路
について説明する。シングルプログラムモード記録回路 図3に示す如く、DVB規格に基づくMPEGビットス
トリームは、バッファメモリ(1)及びIピクチャ抜取り
回路(3)に入力される。バッファメモリ(1)では、図2
に示すトラックフォーマットの通常再生用データエリア
NPAにMPEGビットストリームを記録するためのデ
ータレート変換を行なう。例えば、15Mbpsのレー
トで入力されるデータが25Mbpsのレートに変換さ
れる。レート変換の施されたデータは第1エクストラヘ
ッダ付加回路(2)を経て、通常再生用データであること
を示す後述の情報を付加された後、混合回路(7)へ入力
される。
【0038】一方、Iピクチャ抜取り回路(3)では、入
力されたビットストリームからIピクチャのみが抜き取
られ、Iピクチャのデータが符号量制御回路(4)へ供給
される。符号量制御回路(4)では、図2に示すトラック
フォーマットの特殊再生用データエリアTPAにデータ
を割り当てるべく、データの符号量が制御される。例え
ば、18倍速再生の場合、1TPフレーム内の特殊再生
用データエリアのデータ容量Cは、次式で計算される。
【0039】
【数1】 C=30SB×(77バイト/SB)×(8ビット/バイト) =147840ビット 従って、この場合の再生ビットレートRは次式で計算さ
れる。
【0040】
【数2】 R=147840ビット×18×36トラック/(300トラック/sec) =320Kbps そこで、図3の符号量制御回路(4)では、この再生ビッ
トレートRで正常に映像再生が行なわれる様、符号量を
制御するのである。例えば、1秒間当り平均1枚の映像
を生成する場合、割り当て可能な特殊再生用データの符
号量は320Kビットとなる。
【0041】符号量制御回路(4)から得られるデータは
第2エクストラヘッダ付加回路(5)を経て、特殊再生用
データであることを表わす後述の情報が付加された後、
混合回路(7)へ入力される。混合回路(7)では、図2の
トラックパターンを実現するべく、第1エクストラヘッ
ダ付加回路(2)から得られる通常再生用データNPと、
第2エクストラヘッダ付加回路(5)から得られる特殊再
生用データとを混合する。
【0042】混合回路(7)から得られる混合データは、
誤り訂正符号付加回路(8)を経て誤り訂正符号が付加さ
れた後、第1データ付加回路(11)にてシンクデータ及び
IDデータが付加される。更に後段の第2データ付加回
路(12)では、ITI、音声データ及びサブコードが付加
されて、所定フォーマットのデータが構成され、このデ
ータが磁気ヘッドによってテープに記録される。尚、誤
り訂正符号付加回路(8)には、メモリ制御回路(10)によ
って制御されるRAM(9)が接続されており、RAM
(9)から誤り訂正符号が読み出されて、誤り訂正符号付
加回路(8)へ供給される。又、第1エクストラヘッダ付
加回路(2)、第2エクストラヘッダ付加回路(5)、混合
回路(7)及びメモリ制御回路(10)は、MPEGビットス
トリームを入力信号とするタイミング発生回路(6)によ
って動作タイミングが制御されている。
【0043】シングルプログラムモード再生回路 図4に示す如く、磁気ヘッドによってテープから再生さ
れた信号は、第1データ分離回路(13)にてITI、音声
データ及びサブコードが分離された後、後段の第2デー
タ分離回路(14)にて、更にシンクデータ及びIDデータ
が分離される。これによって得られた映像データは、誤
り訂正回路(15)にて周知の誤り訂正が施される。誤り訂
正後のデータは、エクストラヘッダ検出回路(16)へ入力
されると同時に、データ分離回路(17)へ入力される。通
常再生時には、エクストラヘッダ検出回路(16)にて、入
力データに付加されているエクストラヘッダが検出さ
れ、該検出に基づいて入力データが通常再生用データで
あるかどうかの判別が行なわれる。そして、その判別結
果に応じて、データ分離回路(17)では通常再生用データ
NPのみが分離され、第1バッファメモリ(18)にて定レ
ート化された後、セレクタ(21)に入力される。
【0044】一方、特殊再生時には、エクストラヘッダ
検出回路(16)による検出に基づいて、入力データが特殊
再生用データであるかどうかの判別が行なわれ、その結
果に応じて、データ分離回路(17)では特殊再生用データ
TPのみが分離され、MPEGフォーマット化回路(19)
へ供給される。MPEGフォーマット化回路(19)では、
特殊再生用データに、マクロブロックよりも上のレイヤ
を付加して、MPEGデコーダ(図示省略)でデコード可
能なビットストリームを形成し、次段の第2バッファメ
モリ(20)へ送出する。
【0045】上記ビットストリームは、第2バッファメ
モリ(20)にて定レート化された後、前記セレクタ(21)へ
供給される。セレクタ(21)は、通常再生と特殊再生の切
換えを行なうためのモード信号NP/TPに応じて入力
データを選択し、MPEGビットストリームとしてテレ
ビジョン受像機へ出力する。この結果、テレビジョン受
像機の画面には、通常再生映像或いは特殊再生映像が映
し出されることになる。
【0046】マルチプログラムモード記録回路 デジタルVTRの記録レートは25Mbpsであるか
ら、特殊再生用データエリアを設けない場合は、6.2
5Mbpsの伝送レートで送られてくる4つの番組を記
録することが可能であるが、図2の如く特殊再生用デー
タエリアを設ける場合には、4.8Mbps程度が上限
となる。本実施例では、4Mbps程度の伝送レートで
送られてくる4つの番組を記録するものとする。尚、
4.8〜9.6Mbpsの伝送レートを有するDVB信号
については、同時に2つの番組の記録が可能であるが、
更に9.6Mbps以上の伝送レートを有するDVB信
号については、1番組のみの記録に制約される。
【0047】図5に示す如く、MPEGビットストリー
ムから通常再生用データNPを作成するための信号処理
系統には、所望の4つの番組A、B、C及びDに対応し
て4つのバッファメモリ(27)〜(30)が並列に配置されて
いる。又、MPEGビットストリームから特殊再生用デ
ータTPを作成するための信号処理系統には、4つの番
組A、B、C及びDに対応する4つのIピクチャ抜取り
回路(32)〜(35)が並列に配置されると共に、その後段
に、4つの符号量制御回路(36)〜(39)が並列に配置され
ている。
【0048】MPEGビットストリームは、分配回路(2
6)により番組毎に分離されて、各番組のデータが対応す
るバッファメモリ(27)〜(30)へ供給されると同時に、対
応するIピクチャ抜取り回路(32)〜(35)へ供給される。
バッファメモリ(27)〜(30)では、図2に示すトラックフ
ォーマットの通常再生用データエリアNPAにMPEG
ビットストリームを記録するためのデータレート変換が
施される。バッファメモリ(27)〜(30)から得られるレー
ト変換の施されたデータは、第1セレクタ(31)の各入力
端子へ供給されて、所望の1つの番組についてのデータ
が選択される。選択されたデータは、第1エクストラヘ
ッダ付加回路(41)を経て、通常再生用データであること
を示す後述の情報を付加された後、混合回路(43)へ入力
される。
【0049】一方、Iピクチャ抜取り回路(32)〜(35)で
は、入力されたビットストリームからIピクチャのみが
抜き取られ、各番組についてのIピクチャのデータは夫
々、後段の符号量制御回路(36)〜(39)へ供給される。符
号量制御回路(36)〜(39)では、図2に示すトラックフォ
ーマットの特殊再生用データエリアTPAにデータを割
り当てるべく、データの符号量が制御される。尚、前述
のシングルプログラムモード記録では、18倍速再生に
よって、1秒間当り平均1枚の映像を生成する場合、割
り当て可能な特殊再生用データの符号量は320Kビッ
トであったが、4つの番組を記録するマルチプログラム
モード記録では、割り当て可能な特殊再生用データの符
号量は80Kビットとなる。この場合、例えば平均して
4秒間当りに1枚の割合で映像を生成することにすれば
よい。
【0050】但し、単位時間当りの映像生成枚数、即ち
画面更新率は、記録すべきIピクチャのデータ量とトレ
ードオフの関係にあり、例えば、Iピクチャを直流成分
のみで再構成することにより、Iピクチャのデータ量を
減少させ、画面更新率を上げてもよい。
【0051】符号量制御回路(36)〜(39)から得られるデ
ータは、第2セレクタ(40)の各入力端子へ供給されて、
所望の1つの番組についてのデータが選択される。選択
されたデータは、第2エクストラヘッダ付加回路(42)を
経て、特殊再生用データであることを表わす後述の情報
が付加された後、混合回路(43)へ入力される。混合回路
(43)では、図2のトラックパターンを実現するべく、第
1エクストラヘッダ付加回路(41)から得られる通常再生
用データNPと、第2エクストラヘッダ付加回路(42)か
ら得られる特殊再生用データとを混合し、後段回路へ出
力する。
【0052】又、MPEGビットストリームは、プログ
ラム情報検出回路(22)及び伝送レート検出回路(23)を経
て、プログラム選択タイミング発生回路(24)へ供給され
る。プログラム情報検出回路(22)では、記録せんとする
番組についてのプログラム情報が検出され、更に伝送レ
ート検出回路(23)では、各番組の伝送レートが検出され
る。そして、プログラム選択タイミング発生回路(24)で
は、図1に示すシーケンスで記録を行なうべく、前記検
出されたプログラム情報及び伝送レートに基づいて、前
記分配回路(26)、第1セレクタ(31)及び第2セレクタ(4
0)を切換え制御するためのプログラム選択タイミング信
号が作成され、夫々の制御端子へ供給される。
【0053】更に、MPEGビットストリームと、プロ
グラム選択タイミング発生回路(24)から得られるタイミ
ング信号は、フォーマット用タイミング発生回路(25)へ
供給されて、DVB規格に基づくフォーマット用のタイ
ミング信号が作成され、後段回路へ出力される。
【0054】図6に示す如く、前記混合回路(43)から得
られる混合データは、誤り訂正符号付加回路(44)を経て
誤り訂正符号が付加された後、第1データ付加回路(47)
にてシンクデータ及びIDデータが付加される。更に後
段の第2データ付加回路(48)では、ITI、音声データ
及びサブコードが付加されて、所定フォーマットのデー
タが構成され、このデータが記録アンプ(49)を経て記録
ヘッド(50)へ供給され、磁気テープ(51)に対する記録が
行なわれる。尚、誤り訂正符号付加回路(44)には、メモ
リ制御回路(46)によって制御されるRAM(45)が接続さ
れており、RAM(45)から誤り訂正符号が読み出され
て、誤り訂正符号付加回路(44)へ供給される。又、メモ
リ制御回路(46)、第1データ付加回路(47)、第2データ
付加回路(48)及び記録アンプ(49)は、前記フォーマット
用タイミング発生回路(25)から得られるタイミング信号
によって動作が制御されている。
【0055】この結果、磁気テープ(51)には、図1に示
すフォーマットで複数番組の映像データが記録されるこ
とになる。ここでは、4Mbps程度の伝送レートで送
られてくる4つの番組を記録することとしたが、4.8
〜9.6Mbpsの伝送レートを有する2つの番組を記
録する場合や、9.6Mbps以上の伝送レートを有す
る1つの番組を記録する場合も、同様の動作で記録が可
能である。但し、番組数の減少に応じて不要となる図5
のバッファメモリ、Iピクチャ抜取り回路及び符号量制
御回路は、データ処理を休止させるものとする。
【0056】マルチプログラムモード上書き記録回路 上記マルチプログラムモード記録回路によって磁気テー
プに一旦記録された4つの番組の内、不要となった特定
の番組に対して、別番組を上書きする場合には、図7に
示す上書き記録回路が用いられる。この場合、磁気テー
プ(51)に記録されている複数の番組を再生しつつ、消去
せんとする特定の番組の記録エリアを認識し、同時に該
記録エリアに対して別番組の映像データを書き込むもの
とする。
【0057】そこで、図7に示す如く、再生ヘッド(53)
によって磁気テープ(51)から読み出したデータをデータ
分離回路(54)へ供給し、映像データとIDデータを分離
する。映像データは、誤り訂正回路(55)にて周知の誤り
訂正が施された後、エクストラヘッダ検出回路(56)に
て、番組情報を含む後述のエクストラヘッダが検出され
る。これによって、磁気テープ(51)に記録されている番
組が認識され、その結果は、前記IDデータと共に上書
き記録タイミング発生回路(57)へ供給される。又、図5
及び図6に示すマルチプログラムモード記録回路(52)の
伝送レート検出回路(23)から得られる伝送レート情報
が、上書き記録タイミング発生回路(57)へ供給される。
【0058】これに応じて、上書き記録タイミング発生
回路(57)は、ユーザが上書き記録タイミング発生回路(5
7)に対してマニュアル指定した消去プログラム番号に基
づいて、磁気テープ(51)に記録されている4つの番組の
中から消去せんとする番組の記録エリアを検知し、該検
知に基づいて記録アンプ(49)をON/OFF制御する。
この結果、マルチプログラムモード記録回路(52)から得
られる所定フォーマットのデータが、磁気テープ(51)の
前記上書きの対象とする記録エリアに上書き記録される
ことになる。ここで、記録ヘッド(50)及び再生ヘッド(5
3)は記録/再生兼用のヘッドによって構成することも可
能である。この場合、消去の対象としない番組の記録エ
リアをトレースするときは再生ヘッドとして機能させ、
消去の対象とする番組の記録エリアをトレースするとき
は記録ヘッドとして機能させればよい。尚、上書き記録
によって消去すべき番組の選択は、上書きせんとする別
番組の映像データのビットレートを検知し、該検知に基
づいて自動的に行なうことも可能である。
【0059】マルチプログラムモード再生回路 図8に示す如く、磁気ヘッドによってテープから再生さ
れた信号は、第1データ分離回路(58)にてITI、音声
データ及びサブコードが分離された後、後段の第2デー
タ分離回路(59)にて、更にシンクデータ及びIDデータ
が分離される。これによって得られた映像データは、誤
り訂正回路(60)にて周知の誤り訂正が施される。誤り訂
正後のデータは、エクストラヘッダ検出回路(61)へ入力
されると同時に、データ分離・プログラム選択回路(62)
へ入力される。
【0060】通常再生時には、エクストラヘッダ検出回
路(61)にて、入力データに付加されているエクストラヘ
ッダが検出され、該検出に基づいて入力データが通常再
生用データであるかどうかの判別が行なわれる。そし
て、データ分離・プログラム選択回路(62)では、前記判
別結果と、ユーザによって入力されたプログラム選択信
号に応じて、特定番組の通常再生用データNPのみが分
離される。該通常再生用データNPは、NPデータ用M
PEGフォーマット化回路(63)にてマクロブロックより
も上のレイヤを付加して、MPEGデコーダ(図示省略)
でデコード可能なビットストリームを形成する。該ビッ
トストリームは第1バッファメモリ(65)へ送出され、定
レート化された後、セレクタ(67)へ供給される。
【0061】一方、特殊再生時には、エクストラヘッダ
検出回路(61)による検出に基づいて、入力データが特殊
再生用データであるかどうかの判別が行なわれる。そし
て、データ分離・プログラム選択回路(62)では、前記判
別結果と、ユーザによって入力されたプログラム選択信
号に応じて、特定番組の特殊再生用データTPのみが分
離される。該特殊再生用データTPは、TPデータ用M
PEGフォーマット回路(64)にて、マクロブロックより
も上のレイヤを付加して、MPEGデコーダ(図示省略)
でデコード可能なビットストリームを形成する。該ビッ
トストリームは第2バッファメモリ(66)へ送出され、定
レート化された後、セレクタ(67)へ供給される。
【0062】セレクタ(67)は、通常再生と特殊再生の切
換えを行なうためのモード信号NP/TPに応じて入力
データを選択し、MPEGビットストリームとしてテレ
ビジョン受像機へ出力する。この結果、テレビジョン受
像機の画面には、所望の番組の通常再生映像或いは特殊
再生映像が映し出されることになる。
【0063】テープ送り速度制御方法 次に、磁気テープに記録すべきDVB信号のビットレー
トに応じて、VTR側でテープ送り速度を可変設定し、
磁気テープを効率的に利用する方法について説明する。
上述の如く、DVB方式では1つの番組の放送信号のビ
ットレートが1.5〜20Mbpsの範囲で可変設定さ
れることになる。これに対し、デジタルVTRでは、ビ
ットレート25Mbpsの信号を記録することが可 能
である。従って、DVB信号(通常再生用データ)のビッ
トレート が19.3Mbpsを下回った場合、該DV
B信号をそのまま、デジタルVTRによって磁気テープ
に記録すると、ビットレートの低下量に応じた広さの無
信号領域が生じることとなって、磁気テープの有効利用
の点で問題がある。そこで、本実施例では、図9及び図
10に示す記録回路及び再生回路を構成した。尚、図3
及び図4に示すシングルプログラムモード記録回路及び
再生回路と共通の構成要素については同一の符号を付し
て、重複説明を省略する。
【0064】図9の記録回路に於いて、MPEGビット
ストリームは、データ量検出回路(70)にて、その単位時
間当りのデータ量が検出され、該検出信号がテープ速度
選択回路(71)へ供給されて、テープ速度についてのモー
ドが選択される。本実施例では、テープ速度モードとし
て、標準テープ速度(標準速モード)と、標準テープ速度
の2分の1(1/2速モード)と、標準テープ速度の4分
の1(1/4速モード)の3種類のモードが予め設定され
ている。何れのモードに於いても、テープ上の単位面積
当りの信号記録密度(面積記録密度)は略一定となる様に
記録を施すこととが回路構成上望ましいので、標準速モ
ードにて19.2Mbpsまでのビットストリームが記
録できるとすると、1/2速モードでは9.6Mbp
s、1/4速モードでは4.8Mbpsまでのビットス
トリームを記録するものとする。
【0065】そこで、データ量検出回路(70)にて検出さ
れたMPEGビットストリームのデータ量が19.2M
bps以下のときは標準速モードが選択され、9.6M
bps以下のときは1/2速モードが選択され、4.8
Mbps以下のときは1/4速モードが選択される。こ
の様にして選択されたテープ速度モードを示す信号は、
テープ速度選択回路(71)からリール・キャプスタン駆動
回路(72)へ供給され、これによってリール(73)及びキャ
プスタン(74)が駆動されて、選択されたテープ速度で磁
気テープ(51)が移送されることになる。
【0066】尚、テープ走行速度を可変設定する場合、
上記マルチプログラムモード上書き記録回路に於いて、
ユーザが消去せんとする特定番組のテープ速度モード
が、新しく上書きせんとする別番組の伝送データレート
に見合うテープ速度モードに比べて低い場合、上書き記
録は出来ない。例えば、1/4速モードで記録されてい
る番組に対して、伝送データレート8Mbps(1/2
速モード)の番組を上書き記録することは出来ない。こ
の場合は、ユーザに上書き出来ないことを警告する。
又、上書きせんとする番組の伝送レートに見合う番組を
自動的に選択することも可能である。この際、テープ速
度モードは後述のエクストラヘッダを解読することによ
って検知出来る。
【0067】又、テープ速度モードを示す信号はタイミ
ング発生回路(6)へ供給される。これに応じて、タイミ
ング発生回路(6)は、先の実施例で説明した様に書込み
データのタイミング制御を行なうと共に、記録アンプ(6
9)をON/OFFして、ダブルアジマス記録ヘッド(50)
による磁気テープ(51)へのデータ書込み期間を図11の
如く制御する。図11に於いて、四角で囲んだ数字はダ
ブルアジマスヘッドA,Bによって記録されるトラック
番号を示し、S3は記録アンプ(69)のON/OFF状態
を示している。標準速モードの場合、同図(a)の様に記
録アンプ(69)は常時ONとなっており、回転ヘッドシリ
ンダの1回転の周期でトラック1及び2、トラック3及
び4、…と連続的に記録が行なわれる。
【0068】本実施例では、シリンダの回転速度は一定
であるので、仮にテープに対する書込みを連続的に行な
ったとすると、例えばテープ速度が1/2になると、記
録トラックピッチも1/2となって、面積記録密度が過
大となり、正常な記録が出来なくなる。
【0069】そこで、タイミング発生回路(6)は、記録
アンプ(69)を図11(b)の如くON/OFF制御して、
1/2速モードでは記録ヘッド(50)が2回テープを走査
するうちの1回の走査の期間のみ、記録アンプ(69)をO
Nとして、テープにデータを書き込む。これによって、
記録トラックピッチ及び面積記録密度が略一定となる。
同様に、1/4速モードでは同図(c)の如く、4回当り
1回の走査期間にのみ、記録アンプ(69)をONとして、
記録トラックピッチ及び面積記録密度を略一定とする。
又、図9に示すタイミング発生回路(6)は、上述の記録
アンプ(69)のON/OFFに合わせて記録信号を出力さ
せる様、メモリ制御回路(10)や第1データ付加回路(11)
を制御する。
【0070】上述のテープ速度モードで映像データが記
録された磁気テープ(51)は、図10に示す再生回路によ
って再生される。再生動作に於いては、先ず、予め決め
られたテープ速度でキャプスタン(74)を駆動し、これに
よって得られる再生信号に書き込まれているIDデータ
が、第2データ分離回路(14)にて分離されて、テープ速
度検出回路(75)へ供給される。これによって、IDデー
タに含まれているテープ速度モードが検出され、該検出
信号はリール・キャプスタン駆動回路(78)へ供給され
る。この結果、リール(73)及びキャプスタン(74)が駆動
されて、そのモードに応じたテープ速度でテープが移送
される。
【0071】又、テープ速度検出回路(75)から得られる
テープ速度モードの検出信号は同時に再生タイミング発
生回路(76)へ供給される。これによって、再生ヘッド(5
3)と第1データ分離回路(13)の間に介在するスイッチ(7
7)の開閉制御が行なわれる。即ち、前記記録アンプ(69)
のON/OFF制御と同様に、標準速モードでは、スイ
ッチ(77)を常時閉状態とすることによって、全ての再生
信号を通過せしめ、1/2速モードでは再生ヘッド(53)
が2回テープを走査するうちの1回の走査の期間のみス
イッチ(77)を閉成し、1/4速モードでは4回当り1回
の走査期間にのみ、スイッチ(77)を閉成する。この結
果、記録信号のデータレートと同じレートの信号が再生
されることになる。
【0072】最後に、エクストラヘッダにつき、図12
及び図13に基づいて説明する。図12は、1シンクブ
ロック内のデータ構成を表わしており、シンクデータエ
リア(2バイト)、IDデータエリア(3バイト)及びパリ
ティエリア(8バイト)は、前述の図18の構成と同一で
あるが、映像データエリア(77バイト)の内、1バイト
をエクストラヘッダとして利用する。従って、残りの7
6バイトに映像データが記録されることになる。
【0073】エクストラヘッダの内訳を図13に示す。
図示の如く、第7ビットは、後に続くデータが通常再生
用データNPであるか、特殊再生用データTPであるか
を示すため、第6ビットは、記録及び再生モードがシン
グルプログラムモードであるか、マルチプログラムモー
ドであるかを示すため、第5及び第4ビットは、通常再
生時のテープ再生速度が何れのモードであるかを示すた
め、更に、第3及び第2ビットは、マルチプログラムモ
ード記録時のプログラム名A,B,C,Dを表わすため
に用いられる。該エクストラヘッダを用いることによっ
て、上述の各実施例の構成が実現されることになる。
【0074】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像データ記録方法によるトラック構
成及びヘッドトレースを示す図である。
【図2】トラックパターンを表わす図である。
【図3】シングルプログラムモード記録回路を示すブロ
ック図である。
【図4】シングルプログラムモード再生回路を示すブロ
ック図である。
【図5】マルチプログラムモード記録回路の前段部分を
示すブロック図である。
【図6】同上回路の後段部分を示すブロック図である。
【図7】マルチプログラムモード上書き記録回路を示す
ブロック図である。
【図8】マルチプログラムモード再生回路を示すブロッ
ク図である。
【図9】テープ送り速度を制御する方式の記録回路を示
すブロック図である。
【図10】テープ送り速度を制御する方式の再生回路を
示すブロック図である。
【図11】図9の記録回路におけるデータ書込み制御を
説明する図である。
【図12】エクストラヘッダを付加したシンクブロック
のデータ構成を示す図である。
【図13】エクストラヘッダの内訳を表わす図である。
【図14】ATV方式のビットストリームと、DVB方
式のマルチプログラム放送のビットストリームを説明す
る図である。
【図15】MPEG方式のフレーム構成を示す図であ
る。
【図16】MPEG方式におけるデータ階層構造を示す
図である。
【図17】デジタルVTRにおけるトラック上の信号記
録フォーマットを示す図である。
【図18】デジタルVTRにおけるシンクブロックのデ
ータ構成を示す図である。
【図19】従来の映像データ記録方法による信号記録パ
ターンを示す図である。
【図20】特殊再生用データの割り当て方法を示す説明
図である。
【符号の説明】
NPA 通常再生用データエリア TPA 特殊再生用データエリア HTa〜HTd ヘッドトレース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大仲 隆司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 田中 達雄 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−123360(JP,A) 特開 平7−193779(JP,A) 特開 平9−50674(JP,A) 特開 平8−205081(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/76 - 5/956 G11B 20/10,20/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一テープに複数番組の映像データを混
    在させて記録する方法であって、テープ上に信号記録ト
    ラックを繰り返し形成し、複数本当り1本の各トラック
    に対し、通常再生用データエリアと特殊再生用データエ
    リアをトラック長手方向に交互に形成し、前記通常再生
    用データエリアに割当てられた特定番組の映像データと
    前記特殊再生用データエリアに割当てられた該映像デー
    タの特殊再生用データから1つのフレームを構成し、当
    該フレーム単位で前記テープに記録を行ない、上書き時
    に、前記テープに記録されている番組の映像データを再
    生しつつ、当該記録されている番組の映像データについ
    てのフレームの位置および記録速度を認識し、記録する
    別番組の映像データのデータ量を検出して記録速度を決
    定し、当該決定した記録速度と同一の記録速度で記録さ
    れている前記フレームに対して前記別番組の映像データ
    を記録することを特徴とする映像データ記録方法。
  2. 【請求項2】 同一の磁気テープに複数の番組を記録す
    る映像データ記録装置において、前記磁気テープを再生
    する再生ヘッドと、当該再生ヘッドで再生したデータ
    と、記録する映像データの記録速度が同じ場合に書き込
    み信号を出力するタイミング発生部と、入力映像信号を
    番組毎に選択する信号選択部と、前記信号選択部の出力
    データを番組毎に記憶するバッファメモリと、前記信号
    選択部の出力データから特殊再生用データを抜き取るデ
    ータ抜き取り部と、該データ抜き取り部で抜き取られた
    特殊再生用データの符号量を制御する符号量制御部と、
    前記番組に対応した前記バッファメモリの出力を選択す
    る第1のセレクタと、前記番組に対応した前記符号量制
    御部の出力を選択する第2のセレクタと、前記第1のセ
    レクタの出力と前記第2のセレクタの出力を混合する混
    合部を有し、前記符号量制御部は、前記番組の特殊再生
    速度に応じて特殊再生用データを割当て、前記書き込み
    信号が出力されている期間に前記混合部の出力を記録す
    ることを特徴とする映像データ記録装置。
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