JP3498335B2 - ディジタルビデオ信号記録装置、再生装置及び記録再生装置 - Google Patents
ディジタルビデオ信号記録装置、再生装置及び記録再生装置Info
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Description
elevision )信号を回転ヘッドにより直接磁気テープに
記録再生できるディジタルビデオ信号記録装置、再生装
置、及び記録再生装置に関するもので、特に、変速再生
の改善に係わる。
screte Cosine Transform )変換し、可変長符号化によ
り圧縮して、回転ヘッドにより磁気テープに記録するデ
ィジタルVTRの開発が進められている。このようなデ
ィジタルVTRでは、NTSC方式等の現行テレビジョ
ン方式のビデオ信号を記録するモード(以下、SDモー
ドとする)と、HDTV信号を記録するモード(以下、
HDモードとする)が設定できる。SDモードでは、ビ
デオ信号が約25Mbpsに圧縮されて記録される。H
Dモードでは、ビデオ信号が約50Mbpsに圧縮され
て記録される。
ディジタルVTRで記録する場合、HDモードでHDT
V信号を圧縮して記録している。ところが、AD−HD
TV方式のように、全ディジタル方式の場合には、信号
が圧縮されて伝送されるので、伝送されてきた信号をデ
ィジタルVTRで直接記録できる。このように、伝送さ
れてきた信号をディジタルVTRに直接記録すると、伝
送されてきた信号からHDTV信号をデコードし、それ
を圧縮して又は再びエンコードしてディジタルVTRに
入力する必要はなく、ハードウェアの無駄がなくなると
いう利点がある。
の方式選定で、信号処理から伝送まで全てディジタル化
してHDTV(High Definition Television)信号を伝
送する方式が提案されている。この方式の中で有力なも
のに、AD−HDTV方式がある。AD−HDTV方式
では、動画像の国際標準方式であるMPEG(MovingIm
age Coding Experts Group )に準拠した画像圧縮によ
り、HDTV信号が圧縮され、パケット化されて伝送さ
れる。
構成を示すものである。図15において、101はビデ
オ圧縮エンコーダ、102はオーディオエンコーダであ
る。ビデオ圧縮エンコーダ101には、入力端子103
からHDTV方式のビデオ信号が供給される。オーディ
オエンコーダ102には、入力端子104からオーディ
オ信号が供給される。
国際標準方式であるMPEG方式に準拠した方式で、入
力されたHDTV信号を圧縮する。
は、HDTV信号をDCTと動き補償を組み合わせた高
能率符号化方式を用いて圧縮する。ビデオ圧縮エンコー
ダ101からは、図16に示すように、フレーム内符号
化したフレーム(Iフレームと称される)と、前方向予
測符号化したフレーム(Pフレームと称される)と、両
方向予測符号化したフレーム(Bフレームと称される)
とが所定の順番で送られる。Iフレームでは、他のフレ
ームとの相関を利用することなく、独立にDCT変換さ
れる。Pフレームでは、それより前のIフレーム又はP
フレームから動き補償予測が行われ、その差分信号がD
CT変換される。Bフレームでは、前後のIフレーム又
はPフレームから動き補償予測が行われ、その差分信号
がDCT変換される。Iフレームが現れる周期はGOP
(Group Of Picture)と呼ばれている。この例では、
(M=3、N=9)とされている。
エンコーダである。プライオリティエンコーダ105
は、圧縮されたHDTV信号データに優先順位をつける
ものである。以下に優先順位の一例が示されている。
ッダが第1の優先順位で、Iフレームのスライスヘッ
ダ、マクロブロックアドレス、タイプ及び量子化ステッ
プ、直流値、低周波係数、高周波係数と優先順位が続い
ていく。P及びBフレームでは、フレームヘッダ、スラ
イスヘッダ、マクロブロックアドレス、タイプ及び量子
化ステップ、動きベクトル、直流値、低周波係数、高周
波係数と優先順位が続いていく。
ランスポートエンコーダ106は、プライオリティエン
コーダ105で優先順位が付けられたビデオデータ、及
びオーディオエンコーダ104でエンコードされたオー
ディオデータ、入力端子107からの付加情報から、パ
ケットを生成する。パケットには、優先度の高いパケッ
トと優先度が低いパケットとがある。優先度の高いパケ
ットはHP(High Priority )パケットと呼ばれ、優先
度の低いパケットはSP(Standard Priority)パケッ
トと呼ばれる。HPパケットとSPパケットとの比は1
対4である。通常の画像では、Iフレームのヘッダから
低域係数までとP及びBフレームのヘッダから動きベク
トルまでがHPパケットで伝送される。HPパケット
は、高い出力電力の搬送波で伝送される。SPパケット
は、低い出力電力の搬送波で伝送される。
る。図17Aに示すように、伝送されるパケットのパケ
ット長は148バイトとされている。このパケットの先
頭には、シンクが設けられ、これに続いて、伝送データ
と誤り訂正用のパリティが付加されている。
いる。伝送データの先頭には、サービスタイプSTが設
けられている。このサービスタイプSTには、図18に
示すように、このパケットが優先度の高いHPパケット
か優先度の低いSPパケットかを示す情報Pと、ビデオ
かオーディオか等の識別情報IDと、0〜15にカウン
トするカウンタCCとが含められる。
ッダAHを設けられる。図19AはHPパケットのアフ
ターヘッダであり、図19BはSPパケットのアフター
ヘッダである。HPパケットのアフターヘッダAHに
は、転送データの入力点の最初のビットを示すスライス
の開始ポインタ、フレームタイプ、フレームナンバ、フ
レーム中でのスライスナンバ、量子化ファクタが含めら
れる。SPパケットのアフターヘッダAHには、マクロ
ブロックの開始ポインタ、フレームタイプ、フレームナ
ンバ、フレーム中でのマクロブロックナンバが含められ
る。
ュレータである。転送エンコーダ106で生成されたH
Pパケット及びSPパケットは、チャンネルモジュレー
タ108に供給される。チャンネルモジュレータ108
で、このHPパケット及びSPパケットが2つの搬送波
を使って変調される。チャンネルモジュレータ108の
出力が出力端子109から出力される。
像圧縮により、17.4MbpsでHDTV信号を転送
できる。これは、上述のディジタルVTRのSDモード
での記録レート(約25Mbps)以下である。したが
って、AD−HDTV方式で送られていた信号は、ディ
ジタルVTRのSDモードで直接記録できる。このよう
に、伝送されてきた信号をディジタルVTRに直接記録
すると、伝送されてきた信号からHDTV信号をデコー
ドし、それをディジタルVTRに入力する必要はなく、
ハードウェアの無駄がなくなる。また、SDモードで記
録できるので、記録時間が長くとれる。
AD−HDTV信号をSDモードでディジタルVTRに
直接記録すると、以下の理由により、良好な変速再生が
行えないという問題が生じてくる。
方式では、MPEG方式に準拠した圧縮が行われる。こ
の方式では、上述のように、フレーム内符号化したIフ
レームと、前方向予測符号化したPフレームと、両方向
予測符号化したBフレームとが送られてくる。変速再生
時には、ヘッドがトラックを過るので、連続したフレー
ムのデータが得られなくなる。連続したフレームのデー
タが得られないと、Pフレーム及びBフレームのデータ
はデコードできない。デコードできるのは、フレーム内
で符号化されたIフレームのデータだけである。このI
フレームのデータは、通常、全てHPパケットで送られ
る。したがって、変速再生時には、再生されるデータの
うち、HPパケットのIフレームのデータのみ使うこと
で、変速再生が可能となる。
た信号を直接ディジタルVTRに記録していくと、変速
再生時にIフレームを含むHDパケットが十分に拾えな
い。また、Iフレームのデータがどのような位置関係で
記録されるのかが不定になる。このため、変速再生時に
画面の特定部分に相当するIフレームのデータが抜けて
しまい、その部分の画面だけが暫く更新できないという
ようなことがあり、変速再生時の画質が劣化する。
タル方式で伝送されてきたHDTV信号を直接記録した
場合にも、変速再生時の画質が劣化しない記録再生装置
を提供することにある。
き補償を組み合わせた高能率符号化方式信号を直接磁気
テープに記録するようにしたディジタルビデオ信号記録
装置において、高能率符号化方式信号は、フレーム内符
号化したフレームと前又は両方向予測符号化したフレー
ムとを順に伝送するものであり、磁気テープの各トラッ
クを第1のエリアと第2のエリアとの2種類のエリアに
分割し、入力される高能率符号化方式信号を第1のエリ
アにそのまま記録すると共に、高能率符号化方式信号の
うちでフレーム内符号化したフレームのデータを抽出
し、抽出されたフレーム内符号化したデータの同じデー
タを第2のエリアに繰り返し記録するようにしたディジ
タルビデオ信号記録装置である。
せた高能率符号化方式信号が記録された磁気テープを再
生するディジタルビデオ信号の再生装置において、磁気
テープは、フレーム内符号化したフレームと前又は両方
向予測符号化したフレームとが順に伝送される高能率符
号化方式信号がそのまま記録された第1のエリアと、フ
レーム内符号化したフレームのデータが記録された第2
のエリアとに分割されており、第2のエリアには同じデ
ータが繰り返し記録されており、通常再生時には、第1
のエリアから再生されたフレーム内符号化したフレーム
のデータと前又は両方向予測符号化したフレームのデー
タとから画面を形成し、変速再生時には、第2のエリア
のデータを再生し、第2のエリアから再生されたフレー
ム内符号化した各フレームのデータから画面を形成する
ようにしたディジタルビデオ信号の再生装置である。
せた高能率符号化方式信号を直接磁気テープに記録再生
するディジタルビデオ信号記録再生装置において、高能
率符号化方式信号は、フレーム内符号化したフレームと
前又は両方向予測符号化したフレームとを順に伝送する
ものであり、磁気テープの各トラックを第1のエリアと
第2のエリアとの2種類のエリアに分割し、入力される
高能率符号化方式信号を第1のエリアにそのまま記録す
ると共に、高能率符号化方式信号のうちでフレーム内符
号化したフレームのデータを抽出し、抽出されたフレー
ム内符号化した各フレームのデータの同じデータを第2
のエリアに繰り返し記録し、通常再生時には、第1のエ
リアから再生されたフレーム内符号化したフレームのデ
ータと前又は両方向予測符号化したフレームのデータか
ら画面を形成し、変速再生時には、第2のエリアから再
生されたフレーム内符号化したフレームのデータから画
面を形成するようにしたデジタルビデオ信号の記録再生
装置である。
る。入力されるATV信号のうち、Iフレームのデータ
を抽出し、このIフレームのデータをこの重複エリアに
記録する。ビデオセクタのその他のエリアには、ATV
信号をそのまま記録する。Iフレームのデータは、各フ
レームのデータを1画面の再生が可能なデータ分そろえ
て重複エリアに記録するようにする。変速再生時には、
重複エリアが再生され、重複エリアから再生されたIフ
レームのデータから画面が形成される。重複エリアに
は、各Iフレームのデータが1画面の再生が可能なデー
タ分そろえて記録されているので、変速再生時に、画面
単位での更新が可能となる。
して説明する。図1は、この発明が適用されたビデオ記
録再生システムの一例である。図1において、1はチャ
ンネルデモジュレータである。チャンネルデモジュレー
タ1には、入力端子2からAD−HDTV方式の伝送デ
ータが入力される。チャンネルデモジュレータ1で、伝
送データからパケットが復調される。伝送されてくるパ
ケットには、重要度の高いデータを転送するHPパケッ
トと、重要度の低いデータを転送するSPパケットがあ
る。
VTR3は、インターフェース及びフォーマット変換部
4と記録再生部5とを備えている。チャンネルデモジュ
レータ1からのHPパケット及びSPパケットは、イン
ターフェース及びフォーマット変換部4を介して、トラ
ンスポート及びプライオリティデコーダ6に供給される
と共に、記録再生部5に供給される。インターフェース
及びフォーマット変換部4を介して記録再生部5に転送
されてきたデータは、記録再生部5で回転ヘッドにより
磁気テープに記録することができる。また、インターフ
ェース及びフォーマット変換部4は、記録再生部5で記
録した記録データを変速再生したときに、再生画面が良
好になるように、記録再生部5に送られるデータをフォ
ーマットする。これについては、後に詳述する。
DCT変換及び可変長符号化して圧縮し、回転ヘッドに
より磁気テープに記録する構成ものである。この記録再
生部5は、NTSC方式等のビデオ信号を記録するSD
モードと、HDTV信号を記録するHDモードとが設定
できる。AD−HDTV方式の伝送データを復調して直
接記録する場合には、SDモードに設定される。
ダ6は、転送されてきたHPパケット及びSPパケット
のエラー訂正を行うと共に、転送されてきたHPパケッ
ト及びSPパケットから転送データ及び付加データを取
り出す。通常の画像では、Iフレームのへッダーから低
域係数までと、P及びBフレームのヘッダから動きベク
トルまでとが、HPパケットで伝送されてくる。それ以
外は、SPパケットで伝送されてくる。
デコーダである。ビデオ伸長デコーダ7は、MPEG方
式に準拠して、ハフマン符号の復号、DCT逆変換を行
って、送られてきたデータを伸長し、HDTVのベース
バンド信号を形成するものである。ビデオ伸長デコーダ
7及びオーディオデコーダ8には、トランスポート及び
プライオリティデコーダ6の出力が供給される。ビデオ
伸長デコーダ7で、伝送されてきたデータが伸長され、
HDTV信号が形成される。このようにして形成された
HDTV信号は、出力端子9から出力される。また、オ
ーディオデコーダ8により、オーディオデータがデコー
ドされ、このオーディオデータが出力端子10から出力
される。また、トランスポート及びプライオリティデコ
ーダ6から出力される付加情報は、出力端子11から出
力される。
ける記録再生部5の記録系の構成を示すものである。図
2において、21はNTSC方式等の現行テレビジョン
方式のビデオ信号又はHDTV信号の入力端子である。
外部からのビデオ信号を記録する場合には、入力端子2
1に、現行テレビジョン方式のビデオ信号又はHDTV
信号のコンポーネントビデオ信号が供給される。入力端
子21からのコンポーネントビデオ信号はA/Dコンバ
ータ22に供給され、A/Dコンバータ22でこのコン
ポーネントビデオ信号がディジタル信号に変換される。
回路23は、DCT変換と可変長符号化により、入力ビ
デオ信号を圧縮する。A/Dコンバータ22の出力は、
DCT圧縮回路23に供給され、圧縮される。すなわ
ち、A/Dコンバータ22からのコンポーネントビデオ
信号は、ブロック化され、シャフリングされ、DCT変
換が行われる。DCT変換されたデータは、所定のバッ
ファ単位でバッファされる。そして、この所定のバッフ
ァ単位の総符号量が推定され、総符号量が所定値以下と
なるような最適な量子化テーブルが決定され、この最適
な量子化テーブルで量子化される。そして、可変長符号
化された後、フレーム化される。
式の信号を記録する場合と、入力端子21からのビデオ
信号を記録する場合とで切り換えられるスイッチ回路で
ある。スイッチ回路24の端子24Aには、前述のイン
ターフェース及びフォーマット変換部4を介して、AD
−HDTV方式の信号が供給される。スイッチ回路24
の端子24Bには、DCT圧縮回路23の出力が供給さ
れる。伝送されてきたAD−HDTV方式の信号を記録
する場合には、スイッチ回路24が端子24A側に設定
される。入力端子21からのビデオ信号を記録する場合
には、スイッチ回路24が端子24B側に設定される。
回路25は、記録データを所定のシンクブロックに展開
すると共にエラー訂正符号化処理を行う。
ッチ回路24の出力は、チャンネルエンコーダ26に供
給され、変調される。チャンネルエンコーダ26の出力
は、記録アンプ27を介して回転ヘッド28に供給され
る。回転ヘッド28により、磁気テープ(図示せず)に
圧縮された入力端子21からのビデオ信号又はAD−H
DTV信号が記録される。
されている。SDモードでは、このうちの2つが使用さ
れる。HDモードでは、4つの回転ヘッドが使用され、
テープの走行速度がSDモードの2倍とされる。回転ド
ラムは、SDモードの場合にも、HDモードの場合に
も、150Hzで回転される。したがって、フィールド
周波数が60Hzの場合、SDモードでは、10トラッ
クで1フレームが記録され、HDモードでは20トラッ
クで1フレームが記録される。
たAD−HDTV方式の信号を記録する場合には、スイ
ッチ回路24が端子24A側に切り換えられる。このた
め、インターフェース及びフォーマット変換部4を介し
て入力されたAD−HDTV方式の信号は、フレーム化
回路25でフレーム化され、チャンネルエンコーダ25
で変調され、回転ヘッド28により磁気テープに記録さ
れる。
場合には、スイッチ回路24が端子24B側に切り換え
られる。このため、入力端子21からのビデオ信号は、
DCT圧縮回路23により圧縮され、フレーム化回路2
5でフレーム化され、チャンネルエンコーダ26により
変調され、回転ヘッド28により磁気テープに記録され
る。
ーフェース及びフォーマット変換部4は、変速再生時の
画質の向上を図るために、後に説明するように、テープ
上の変速再生時の再生可能エリアが重複エリアとされ、
この重複エリアにIフレームのデータがHPパケットデ
ータとして記録されるように、データを配列する。変速
再生時には、この重複エリアからIフレームのデータが
読み出され、このIフレームのデータがデコードされ
る。
5の再生系の構成を示すものである。図3において、磁
気テープの記録信号は、回転ヘッド28により再生さ
れ、再生アンプ51を介して、チャンネルデコーダ52
に供給される。チャンネルデコーダ52は、上述の記録
系のチャンネルエンコーダ26に対応する変調方式で、
再生信号を復調するものである。
ある。TBC53は、再生信号の時間軸変動成分を除去
するためのものである。TBC53には、再生信号に基
づく書き込みクロックと、基準信号に基づく読み出しク
ロックが与えられる。チャンネルデコーダ52の出力
は、TBC53に供給される。TBC53により、再生
信号中の時間軸変動成分が除去される。
ム化回路54は、記録系のフレーム化回路25に対応し
ており、再生データのエラー訂正処理等を行う。デフレ
ーム化回路54には、TBC53の出力が供給される。
回路55は、AD−HDTV方式の信号を再生する場合
と、コンポーネントビデオ信号を再生する場合とで切り
換えられる。デフレーム回路54の出力は、スイッチ回
路55に供給される。再生信号がAD−HDTV方式の
信号の場合には、スイッチ回路55が端子55A側に切
り換えられる。再生信号がコンポーネントビデオ信号の
場合には、スイッチ回路55が端子55B側に切り換え
られる。
回路56は、記録系のDCT圧縮回路23に対応してい
る。すなわち、DCT伸長回路56は、可変長符号を復
号し、逆DCT変換を行うことにより、圧縮されて記録
されたビデオ信号を元のベースバンドビデオ信号に伸長
する。DCT伸長回路56には、スイッチ回路55の端
子55Bの出力が供給される。DCT伸長回路56によ
り、圧縮ビデオ信号がベースバンドビデオ信号に戻さ
れ、このビデオ信号が出力端子57から出力される。
択回路である。ヘッダデコーダ58は、AD−HDTV
の再生信号のヘッダをデコードし、この再生信号がIフ
レームのデータかどうかを識別する。Iフレームのパケ
ットかどうかは、パケットのヘッダから識別できる。ヘ
ッダデコーダ58には、スイッチ回路55の端子55A
の出力が供給される。このヘッダデコーダ58の出力が
パケット選択回路59に供給される。変速再生時にはI
フレームのデータのみ有効である。パケット選択回路5
9は、変速再生時に、Iフレームのデータのパケットを
選択して出力する。パケット選択回路59の出力が出力
端子60から出力される。
61は、通常再生と変速再生とを切り換える制御を行っ
ている。コントローラ61には、入力部62からモード
設定信号が供給される。このモード設定信号に応じて、
サーボ回路63及びパケット選択回路59が設定され
る。AD−HDTV信号の変速再生時には、サーボ回路
63により、ATF等のトラッキング信号を利用して、
テープ速度制御に位相情報が加えられ、ヘッドのトレー
スとトラックの位置関係が常に同じに保たれ、トラック
内の再生可能エリアが固定される。この再生可能エリア
は、後に説明するように、重複エリアとされている。変
速再生時には、この重複エリアが再生され、Iフレーム
のデータが再生される。
コーダ7(図1)に送られ,デコードされる。後に説明
するように、この発明の一実施例では、Iフレームの1
画面分のデータが全て重複エリアに記録される。このた
め、変速再生時、実際の画面も1画面分まとまって更新
され、見やすい変速再生画を得ることができる。
号の記録再生装置における変速再生について、詳述す
る。
ける1トラックの構成を示すものである。1トラック
は、オーディオセクタSEC1と、ビデオセクタSE2
と、サブコードセクタSEC3とから構成される。ビデ
オセクタSEC2には、図4に示すように、135シン
クブロック分のビデオデータの容量が用意される。各シ
ンクブロックの先頭には、5バイトのシンク及びIDが
付加される。これらのビデオデータに、3シンクブロッ
ク相当の予備データ(VAUX)が付加される。そし
て、積符号を用いて、2重にエラー訂正符号が付加され
る。
EC1には、135シンクブロック分のビデオデータが
記録できる。また、SDモードでは、ドラムの回転数は
150Hzで、ドラム上には互いに異なるアジマスの2
ヘッドが位置し、データは1フレーム当たり10トラッ
クにアジマス記録される。図6に示すように、AD−H
DTV信号を記録する場合、1シンクブロック内のデー
タエリア77バイトのうち75バイトをデータ記録用に
使うとすると、 75×8×135×10×30=24.3Mbps が記録用に使えるデータレートとなる。
は17〜18Mbps、例えば17.4Mbpsであ
る。このため、伝送されてきたAD−HDTV信号をS
Dモードで記録すると、記録エリアに余裕が生じる。そ
こで、変速再生時の画質を改善するために、SDモード
でAD−HDTV信号を記録するときには、変速再生時
に必要なデータ、すなわちIフレームのデータが重複し
て記録される。そして、この発明の一実施例では、この
余裕の記録エリアに記録するIフレームのデータを、1
フレーム分のデータ(Iフレームの低域係数データ)全
てとされる。これにより、変速再生時に、1画面単位で
更新できる。
る際の概念図である。テープ31のビデオセクタ上の各
エリアは、メインエリアA1と、重複エリアA2とに分
けられる。重複エリアA2は、上述の余裕の記録エリア
に相当し、このエリアは、後に説明するように、変速再
生時に再生可能なエリアに設けられる。記録時、入力さ
れたD−HDTV信号のビットストリームは、メインエ
リアA1にそのまま記録されるとともに、VLDデコー
ド回路34に供給される。VLDデコード回路34で、
入力ビットストリームがデコードされる。VLDデコー
ド回路34の出力がカウンタ35に供給される。カウン
タ35で、変速再生に必要なデータ部分がカウントされ
る。カウンタ35の出力がデータ分離回路36に供給さ
れる。データ分離回路36により、VLDデコード回路
34の出力に基づいて、入力ビットストリームのなかか
ら、変速再生に必要なデータ部分が抽出される。
フレームの各ブロックの低域係数のみ(HPパケットデ
ータ)である。この変速再生時に必要なIフレームのデ
ータは、EOB付加回路37に供給される。EOB付加
回路37により、ブロックの終わりを示すEOBが付加
される。この変速再生に必要なIフレームのデータは、
HPパケットデータとして重複エリアA2に記録され
る。
再生信号がデコードされる。変速再生時には、重複エリ
アA2のみが再生され、デコードされる。したがって、
変速再生時は、HPパケットデータのみがビデオ伸長デ
コーダ7に送られる。これが通常のビデオ伸長デコーダ
でもデコードできるようにするためには、送出されるデ
ータ構成が通常のビットストリームと同じでなければな
らない。そこで、記録時に各ブロックから低域成分を抽
出した後ブロックの終わりを示すEOBが付加されてい
る。
合の1シンクブロックの構成を示すものである。1シン
クブロックには、75バイトのAD−HDTVのデータ
が設けられる。このデータに対して、5バイトのシンク
及びIDが付加され、8バイトのパリティが付加され
る。
さは、以下のように決定される。先ず、上述したよう
に、記録できるデータレートは24.3Mbpsであ
り、AD−HDTVの伝送レートは17.4Mbpsで
ある。このようなデータレートの関係から、1トラック
のビデオセクタのうち、メインエリア32に使用できる
のは、 135×(17.4/24.3)=97シンクブロック である。残りが重複エリアA2として確保できるので、 135−97=38シンクブロック が、変速再生用のHPパケットデータの記録に使用でき
る。なお、このように重複エリアA2には、38シンク
ブロック分の容量が確保できるが、後に説明するよう
に、複数種類の変速再生に対応できるようにするため
に、この実施例では、重複エリアA2には、32シンク
ブロック分のデータが記録されることになる。
たものである。図8に示すように、変速再生時には、ヘ
ッドが複数トラックを過って走査される。このようにヘ
ッドが走査されると、ヘリカルスキャンとアジマス記録
なので、図9に示すように、変速再生時に再生可能なデ
ータはバースト状になる。なお、図9Aは再生RF信号
を示し、図9Bはそのときの再生可能エリアを示す。こ
こで、ATFトラッキング制御により、テープ速度が位
相ロックするように制御すると、再生可能なトラック上
の位置は固定される。したがって、このような固定とな
る再生可能なトラック位置にデータを記録すれば、この
データは、変速再生時に必ず再生される。
は、それぞれ、4倍速、9倍速、及び17倍速で変速再
生した場合の再生RF信号を示すものであり、図10
B、図10D、及び図10Fは、それぞれ、4倍速、9
倍速、及び17倍速で変速再生した場合のトラック上の
再生可能エリアを示すものである。EN1、EN2、及
びEN3は、それぞれ、4倍速、9倍速、及び17倍速
で再生したときに固定となる再生可能エリアを示すもの
である。図10Bと図10Fとからわかるように、4倍
速で再生したときに固定となる再生可能エリアはEN1
は、17倍速で再生したときに固定となる再生可能エリ
アEN3に含まれる。また、図10Dと図10Fとから
わかるように、9倍速で再生したときに固定とまる再生
可能エリアEN2は、17倍速で再生したときに固定と
なる再生可能エリアEN3に含まれる。したがって、重
複エリアA2をこの位置に選べば、4倍速と、9倍速
と、17倍速との3つの速度で再生が可能となる。ま
た、フォワード方向の4倍速、9倍速、17倍速の再生
エリアは、ヘッド軌跡がテープ上で対称になるので、リ
バース方向の2倍速、7倍速、15倍速のエリアと同一
である。結局、このような位置に重複エリアA2を置く
と、 フォワード方向:4倍速、9倍速、17倍速 リバース方向:2倍速、7倍速、15倍速 の速度で、再生可能となる。このようにして得られる再
生可能エリアは、32シンクブロック相当となる。した
がって、前述したように、各トラックの重複エリアには
38シンクブロック分確保できるが、そのうち、使用さ
れるのは、32シンクブロック分とされる。
トラックからのパイロット情報のクロストークを基に、
トラッキング制御を行うため、例えば、ヘッドAに注目
すると、Aアジマスのトラックに位相ロックさせるだけ
である。したがって、図11に示すように、各ヘッドの
トラックに対する位相は、同じアジマスのトラックであ
れば、区別がつかない。
ットデータの記録が数トラックにわたって繰り返され
る。図12は5倍速の例である。5倍速の場合には、重
複エリア(ハッチングで示す)には、同じデータが5ト
ラックにわたって繰り返されるように、HPパケットデ
ータが記録される。これにより、図12B及び図12C
にように、ヘッド軌跡にオフセットが生じても、重複エ
リアに記録されたHPパケットデータは必ず再生され
る。この例では、最高速度が17倍速であるので、同じ
HPパケットデータの記録が17トラック繰り返され
る。
リアとして、各トラックに32シンクブロック分が確保
され、ここにIフレームのデータがHPパケットデータ
として記録される。この重複エリアの位置は、例えば、
17倍速のときに固定となる再生可能位置とされ、各ト
ラックに同じHPパケットデータが17トラックずつ繰
り返して記録される。したがって、記録可能なHPパケ
ットデータのレートは、 32×75×8×10×30/17=339Kbps となる。
トストリーム全体のデータレート、GOP構造、入力の
絵柄等に依存するが、N=9、M=3のGOP構造(図
16参照)を例にとると、 平均データ量:I/P=2、P/B=2.5 より、 17.5×5/(1×6+2.5×2+5)=5.4Mbps が平均的なIフレームのデータレートとなる。
複エリアに記録しようとすると、記録にようする時間が
長くなり、9フレーム毎に入力されるIフレームの大部
分が記録できなくなる。そこで、重複エリアに記録する
Iフレームのデータレートを低減するために、Iフレー
ムを構成する各ブロックから低域係数のみが抽出され
る。
にテープ上に記録されるかを示したものである。図13
Aに示すように、入力されるAD−HDTV信号のビッ
トストリーム中には、例えば9フレーム毎にIフレーム
のデータI−(i)、I−(i+1)、I−(i+
2)、…が現れる。このIフレームのデータから低域係
数が抽出されされる。AD−HDTV方式はMPEGを
基本としているので、各ブロックのDCT係数は、DC
からスタートし、低域からジグザグスキャン順に読み出
される。そこで、例えば、DCから10番目までの低域
係数がHPパケットデータとして抽出される。一例とし
て、あるIフレームのHPパケットデータが34.4K
バイトだとすると、 34.4×1000×17/(75×35)=244ト
ラック にわたって、このHPパケットデータが各トラックの重
複エリアに記録される。このデータがテープ上に記録さ
れる間に、次に記録すべきHPパケットデータがバッフ
ァメモリに蓄えられる。この記録時間は、GOPが9と
すると、 244/10=24.4フレーム 相当であり、9フレームに1回来るIフレームは、 24.4/9=2.7 より、2〜3回スキップされる。なお、9フレーム時間
に1回Iフレームが来るというのは、平均的な場合であ
り、実際にいくつのIフレームが記録をスキップされる
かは、その時のIフレームデータのデータ量に依存され
る。
ームI−(i)のデータから低域係数が抽出される。こ
のデータが、図13Cに示すように、区間m1のトラッ
クの重複エリアA2に記録される。重複エリアA2に
は、17トラックにわたって同一のデータが記録され、
上述のように、このIフレームI−(i)のデータが3
4.4Kバイトなら、区間m1は244トラック分とな
る。この間、例えばIフレームが2フレーム分スキップ
され、IフレームI−(i+3)のデータがバッファメ
モリに取り込まれ、次に、このIフレームI−(i+
3)のデータから低域係数が抽出され、このデータが区
間m2のトラックの重複エリアA2に記録される。この
間、IフレームI−(i+5)のデータがバッファメモ
リに取り込まれ、次に、このIフレームI−(i+5)
のデータから低域係数が抽出され、このデータが区間m
3のトラックの重複エリアA2に記録される。
うに、変速再生時、重複エリアは必ず再生される。この
重複エリアの再生データは、バースト状となる。この変
速再生時に重複エリアから再生されたHPパケットデー
タは、ビデオ伸長デコーダ7へ送られる。再生データは
バースト状なので、データの無い時間は、エラーコード
が挿入される。このため、データの無い時間のデータ
は、デコーダ7により無視される。ここで、テープ上に
はIフレームの1画面(低域係数のみ)が記録されてい
るが、再生したデータをデコーダ7に送っただけでは、
ディスプレイのタイミング(1/30秒)とIフレーム
の境界のタイミングが合う保証はなく、実際の画面の更
新は、1画面まとめて更新されず、部分的に更新されて
しまう。そこで、デコーダに再生データが送られる前
に、1画面分のデータが完全に再生されたときに、デー
タがデコーダに送られる。このようにすることにより、
実際の画面も、1画面分まとまって更新され、見やすい
変速再生画を得ることができる。
録時にIフレームのデータから低域係数が抽出され、こ
のデータを記録する間に、次の1フレーム分のIフレー
ムのデータがバッファされる。そして、再生時に、ビデ
オ伸長デコーダ7に再生データが送られる前に、1画面
分のデータがバッファされ、このデータがビデオ伸長デ
コーダ7に送られる。これにより、変速再生時に、1画
面分まとまって更新される。
リが追加される。バッファメモリは、入出力部に設けら
れ、記録時と再生時とで共通に使うことができる。図1
4は、そのためのバッファメモリを示すものである。記
録時には、記録すべきデータは、バッファメモリ41に
供給される。記録データのヘッダがヘッダ検出回路42
で検出される。このヘッダ検出回路42の出力により、
バッファメモリ41が制御される。再生時には、重複エ
リアから再生されたデータは、バッファメモリ41に供
給される。再生データのヘッダがヘッダ検出回路43で
検出される。このヘッダ検出回路43の出力により、バ
ッファメモリ41が制御される。
エリアが重複エリアとされ、入力される信号のうち、I
フレームのデータが抽出され、このIフレームのデータ
がこの重複エリアに記録される。このとき、Iフレーム
のデータは、各フレームのデータを1画面の再生が可能
なデータ分そろえて重複エリアに記録される。変速再生
時には、重複エリアが再生され、重複エリアから再生さ
れたIフレームのデータから画面が形成される。重複エ
リアには、各Iフレームのデータが1画面の再生が可能
なデータ分そろえて記録されているので、変速再生時
に、画面単位での更新が可能となり、変速再生時の画質
の向上が図れる。さらに、この発明では、抽出されたI
フレームのデータの同じデータが繰り返して記録される
ので、確実にIフレームのデータを再生できるという効
果がある。
例のブロック図である。
系の構成を示すブロック図である。
系の構成を示すブロック図である。
ック構成の説明に用いる略線図である。
に用いる略線図である。
に用いる略線図である。
る記録動作の原理説明に用いるブロック図である。
に用いる略線図である。
に用いる略線図である。
明に用いる略線図である。
明に用いる略線図である。
明に用いる略線図である。
録動作の説明に用いる略線図である。
けるフレームメモリの一例のブロック図である。
すブロック図である。
説明に用いる略線図である。
構成を示す略線図である。
構成を示す略線図である。
構成を示す略線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 DCTと動き補償を組み合わせた高能率
符号化方式信号を直接磁気テープに記録するようにした
ディジタルビデオ信号記録装置において、 上記高能率符号化方式信号は、フレーム内符号化したフ
レームと前又は両方向予測符号化したフレームとを順に
伝送するものであり、 上記磁気テープの各トラックを第1のエリアと第2のエ
リアとの2種類のエリアに分割し、 入力される上記高能率符号化方式信号を上記第1のエリ
アにそのまま記録すると共に、 上記高能率符号化方式信号のうちでフレーム内符号化し
たフレームのデータを抽出し、抽出されたフレーム内符
号化したデータの同じデータを上記第2のエリアに繰り
返し記録するようにしたディジタルビデオ信号記録装
置。 - 【請求項2】 DCTと動き補償を組み合わせた高能率
符号化方式信号が記録された磁気テープを再生するディ
ジタルビデオ信号の再生装置において、 上記磁気テープは、フレーム内符号化したフレームと前
又は両方向予測符号化したフレームとが順に伝送される
高能率符号化方式信号がそのまま記録された第1のエリ
アと、フレーム内符号化したフレームのデータが記録さ
れた第2のエリアとに分割されており、上記第2のエリアには同じデータが繰り返し記録されて
おり、 通常再生時には、上記第1のエリアから再生されたフレ
ーム内符号化したフレームのデータと前又は両方向予測
符号化したフレームのデータとから画面を形成し、 変速再生時には、上記第2のエリアのデータを再生し、
上記第2のエリアから再生されたフレーム内符号化した
各フレームのデータから画面を形成するようにしたディ
ジタルビデオ信号の再生装置。 - 【請求項3】 DCTと動き補償を組み合わせた高能率
符号化方式信号を直接磁気テープに記録再生するディジ
タルビデオ信号記録再生装置において、 上記高能率符号化方式信号は、フレーム内符号化したフ
レームと前又は両方向予測符号化したフレームとを順に
伝送するものであり、 上記磁気テープの各トラックを第1のエリアと第2のエ
リアとの2種類のエリアに分割し、 入力される高能率符号化方式信号を上記第1のエリアに
そのまま記録すると共に、 上記高能率符号化方式信号のうちでフレーム内符号化し
たフレームのデータを抽出し、抽出されたフレーム内符
号化した各フレームのデータの同じデータを上記第2の
エリアに繰り返し記録し、 通常再生時には、上記第1のエリアから再生されたフレ
ーム内符号化したフレームのデータと前又は両方向予測
符号化したフレームのデータから画面を形成し、 変速再生時には、上記第2のエリアから再生されたフレ
ーム内符号化したフレームのデータから画面を形成する
ようにしたデジタルビデオ信号の記録再生装置。
Priority Applications (19)
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CA002133945A CA2133945C (en) | 1993-10-22 | 1994-10-20 | Apparatus and method for recording and reproducing digital video data in a variable-speed mode |
RU94037960A RU2137215C1 (ru) | 1993-10-22 | 1994-10-20 | Устройство и способ для записи и воспроизведения цифровой видеоинформации |
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TW086208911U TW323030U (en) | 1993-10-22 | 1994-11-04 | Digital video signal recorder, reproducing device and recording and reproducing device |
US08/868,446 US5926604A (en) | 1993-10-22 | 1997-06-03 | Apparatus and method for recording and reproducing digital video data |
CNB011329785A CN1211797C (zh) | 1993-10-22 | 2001-09-07 | 用于记录并再生数字视频数据的装置及其方法 |
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