JP3511143B2 - 情報記録装置,情報記録方法及び情報再生方法 - Google Patents
情報記録装置,情報記録方法及び情報再生方法Info
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Description
のビデオ信号、例えば現行ビデオ信号とHD(High Def
inition)ビデオ信号とを、記録する情報記録装置及び情
報記録方法、並びに、記録媒体を再生する情報再生方法
に関する。
り種々の方式の回転ヘッド型ディジタルの信号記録再生
装置(以下VTRとも言う)が開発されている。その代
表的な例として、D−2方式として知られる放送業務用
ディジタルVTRを取り上げ以下に説明する。
例を示した概略ブロック図である。図において、101 は
ビデオ信号の入力端子であり、入力端子101 を介してア
ナログのビデオ信号はA/D変換器103 へ入力され、A
/D変換器103 はこれをディジタル信号に変換してディ
ジタル記録信号処理部105 へ出力する。一方、102 はオ
ーディオ信号の入力端子であり、入力端子102 を介して
アナログのオーディオ信号はA/D変換器104 へ入力さ
れ、A/D変換器104 はこれをディジタル信号に変換し
てディジタル記録信号処理部105 へ出力する。ディジタ
ル記録信号処理部105 は、誤り訂正符号化, ディジタル
変調等の処理を行い、処理後の信号を記録アンプ106, 1
07へ出力する。記録アンプ106, 107は、入力信号を増幅
する。増幅後の信号は、記録再生切り換えスイッチ108,
109とヘッド切り換えスイッチ110, 111とを介して4個
の記録再生ヘッド112, 113, 114, 115に分配されて、磁
気テープ(図示せず)に記録される。116 〜122 は再生
側の部材を示し、再生アンプ116, 117は、記録再生ヘッ
ド112, 113, 114, 115にて再生されスイッチ110, 111及
び108, 109を介して入力される再生信号を増幅し、増幅
後の信号をディジタル再生信号処理部118 へ出力する。
ディジタル再生信号処理部118 は、ディジタル復調, 誤
り訂正復号化等の処理を行い、通常の信号列のビデオ信
号, オーディオ信号をD/A変換器119, 120へ出力す
る。D/A変換器119 は、入力信号を元のアナログのビ
デオ信号に変換して、出力端子121 を介して出力する。
D/A変換器120 は、入力信号を元のアナログのオーデ
ィオ信号に変換して、出力端子122 を介して出力する。
のテープフォーマットを示している。図23のようにD−
2方式では、磁気テープの長手方向にキュートラック,
タイムコードトラック及びコントロールトラックが設け
られている。また磁気テープの長手方向に傾斜したトラ
ックにビデオ信号及びオーディオ信号がディジタル記録
されている。オーディオ信号はビデオ信号を挟んで両側
に2チャンネルずつ計4チャンネルが配置されている。
1 に入力されたコンポジットビデオ信号はA/D変換器
103 にて4倍のサブキャリア周波数(14.318MHz)で標本
化され、量子化ビット数8ビットのディジタル信号に変
換される。入力端子102 に入力されたオーディオ信号は
A/D変換器104 にて48kHz で標本化され、量子化ビッ
ト数20ビットのディジタル信号に変換される。なお図で
は簡単にするためオーディオ信号入力を1チャンネルで
表しているが、実際には4チャンネルのオーディオ信号
が入力される。ディジタル信号化されたビデオ信号及び
4チャンネルオーディオ信号はディジタル記録信号処理
部105 に入力される。ディジタル記録信号処理部105 で
は、フォーマットに従ってビデオ信号及び4チャンネル
オーディオ信号が時間軸処理されるとともに誤り訂正符
号が付加される。誤り訂正符号はビデオ信号及び4チャ
ンネルのオーディオ信号それぞれに独立して付加されて
いる。誤り訂正符号は、ビデオ信号用がC2符号(外符
号とも言う)として(136, 128 , 9)リードソロモン
符号(以下RS符号)、オーディオ用C2符号として
(16, 8, 9)RS符号が用いられている。C1符号
(内符号とも言う)は、ビデオとオーディオ共通で(9
3、85、9)RS符号が用いられている。ディジタル記
録信号処理部105 では、さらに所定の変調方式に従って
ディジタル変調処理が行われる。ディジタル記録信号処
理部105 の出力信号は、記録アンプ106, 107及び記録再
生切り換えスイッチ108, 109を経由し、ヘッド切り換え
スイッチ110, 111により各記録再生ヘッド112, 113,11
4, 115にそれぞれ分配され、図23のテープフォーマット
に従って磁気テープに記録される。なおこの方式では誤
り訂正符号付加後のデータレートは 127Mビット/秒に
なっており、ビデオ信号で見た場合1フィールド分のデ
ータは6トラックに分割されて記録される。
ぞれの記録再生ヘッド112, 113, 114, 115より再生され
る信号は、ヘッド切り換えスイッチ110, 111及び記録再
生切り換えスイッチ108, 109を経て、再生アンプ116, 1
17で増幅された後、ディジタル再生信号処理部118 に入
力される。ディジタル再生信号処理部118 では、ディジ
タル復調, 誤り訂正復号化等の処理が行われ、通常のビ
デオ信号データ列及び4チャンネルのオーディオ信号デ
ータ列に復号化されて出力される。ディジタル再生信号
処理部118 の出力信号はD/A変換器119, 120により元
のビデオ信号及び4チャンネルのオーディオ信号に戻さ
れ、出力端子121, 122を介して出力される。
オ信号は、現行テレビジョン方式である水平ライン数 5
25/625 本、フィールド周波数60/50Hzのビデオ信号で
ある。ここで、現行のビデオ信号の他に更にHD信号、
例えば水平ライン数1125本、フィールド周波数60Hzの高
精細度ビデオ信号を記録出来るようなVTRを考える
と、輝度信号の標本化周波数74.25MHz、色差信号37.125
MHz 、量子化ビット数8ビットとすると 1.188Gビット
/秒のディジタル信号となる。これらの両信号を記録で
きるためには、ドラム回転数,ヘッド数を制御する必要
があるが、ドラム回転数にしてもヘッド数にしても整数
倍の関係が最も実現しやすい。一方、ビデオ信号のレー
トは整数比の関係にはない。
量を圧縮する一手法が、IEEE Transactions on Consume
r Electronics, Vo1. 34, No3 (AUGUST,1988) のPP.597
〜605 の”AN EXPERIMENTAL DIGITAL VCR WITH 40MM DU
RM, SINGLE ACTUATOR AND DCT-BASED BIT-RATE REDUCTI
ON”に記載されている。
ク構成図を示す。図24において、1a〜1cは入力端子、2a
〜2cはアナログデータをディジタルデータに変換するA
/D変換器、3は入力された輝度信号Yと色差信号CB
及びCRとに高能率符号化を施す高能率符号化回路、4
は高能率符号化回路3より出力された2チャンネルのデ
ータに再生時に発生する誤りを訂正あるいは検出するた
めの誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号回路、5a, 5
bは誤り訂正符号回路4より出力されるデータにディジ
タル変調を施すディジタル変調回路、6a, 6bは同期信号
及びID信号を付加する同期・ID信号付加回路、7a,
7bは記録アンプ、8a, 8bは回転ヘッド、9は磁気テープ
である。
生系のブロック構成図を示す。図において8a, 8b, 9は
図24に示したものと同一であるので説明を省略する。10
a, 10bは回転ヘッド8a, 8bより再生された信号を増幅す
るヘッドアンプ、11a, 11bは再生信号よりデータを検出
すると共に再生信号のジッタを検出するデータ検出回
路、12a, 12bはディジタル復調回路、13は再生信号中の
誤りを訂正, 検出する誤り訂正復号回路、14は誤り訂正
復号回路13の出力に高能率復号化を施してビデオ信号を
復元する高能率復号化回路、15a 〜15c はディジタル信
号をアナログ信号に変換するD/A変換器、16a 〜16c
は出力端子である。
説明する。入力端子1a〜1cより入力された輝度信号Y及
び2つ色差信号CB, CR, はA/D変換器2a〜2cでA
/D変換され、高能率符号化回路3で伝送ビットレート
が削減される。なお、高能率符号化回路の詳しい動作の
説明は上記文献に記載されている方法と同一のため省略
する。高能率符号化回路3で伝送ビットレートが落とさ
れたデータは誤り訂正符号回路4により、再生時に発生
する誤りを訂正, 検出するための誤り訂正符号を生成し
記録信号に付加する。このときの符号の構成はC1(7
2, 56, 17) ,C2(61, 54, 8)の2重RS符号であ
り、図26にC1,C2符号で符号化されたデータを示す
(以下、このデータを符号ブロックと称す)。誤り訂正
符号回路4で検査記号(以下、チェックと記す)が付加
された記録データはディジタル変調回路5a, 5bで所定の
変調則にしたがい記録信号の低域成分が抑圧される。デ
ィジタル変調が施された記録信号は同期・ID信号付加
回路6a, 6bで同期信号及びID信号が付加され、記録ア
ンプ7a, 7bで増幅された後、回転ヘッド8a, 8bを介して
磁気テープ9上に記録される。なお、前記符号ブロック
が一本のトラックに8個記録されるものとする。
る。回転ヘッド8a, 8bを介して磁気テープ9より再生さ
れた2チャンネルの再生信号はヘッドアンプ10a, 10bで
増幅された後、データ検出回路11a, 11bでディジタルデ
ータに変換されると共に、再生信号が持つジッタ(時間
軸誤差)が吸収される。そして、ディジタル復調回路12
a, 12bに入力された再生ディジタルデータはディジタル
復調され誤り訂正復号回路13に入力される。誤り訂正復
号回路13では記録時に予め付加しておいたチェックをも
とに再生信号中に発生した誤りを訂正または検出する。
誤り訂正復号回路13で、誤り訂正または検出が施された
再生信号は高能率復号化回路14で、可変長復号、逆DC
T変換などの処理が施された後、もとの輝度信号Y及び
2つの色差信号CB, CRが復元され、D/A変換器15
a 〜15c によりアナログデータに変換された後に出力端
子16a 〜16c より出力される。
成されており、このような記録フォーマットを有するデ
ィジタルVTRに新たに別の種類のビデオ信号を記録し
ようとすると、例えば、現行TV信号(NTSC)を高
能率符号化して情報量を圧縮するようなディジタルVT
Rに新たにHDTV信号を高能率符号化して情報量を現
行TV信号に比べて2倍として記録すると、記録密度を
同じとするとトラック本数が2倍となり、記録時間が半
分となるという問題点があった。また、記録時間を同じ
になるようにすると記録密度が2倍となりテープ及び電
磁変換系の実現が困難になるという問題点があった。ま
た、新たにビデオ信号に併せて高精細度データ, ビデオ
信号の内容を表わすインデックス情報などの付加情報を
記録するようにしたとき、記録しなければならない情報
が増えるので、記録密度を同じとすると記録時間が短く
なるという問題点があった。
て、現在家庭用VTRとして最も普及しているVHS方
式VTRがあり、日本放送出版協会刊の”ホームビデオ
技術”に示されている。表1に仕様の一部を示す。
信号が低搬送波FM信号に変換され、白レベルで4.4 ±
0.1MHzに規定されている。色信号は1MHz 以下の低周波
に変換して、輝度信号のFM波と重ね合わせて記録され
る。上記信号は、ドラム径が62mm、回転数が1800rpm の
回転ドラムに180 度対向にて2個取り付けられているヘ
ッドにて、1トラック/フィールドで磁気テープに記録
され、再生される構成になっている。
るハイビジョンの民生用VTRとしてテレビジョン学会
技術報告,VOL.15,NO.50,VIR91−33”民生用ハイビジョ
ンVTR仕様”が報告されている。表2に仕様の一部を
示す。
B ,PR )は広帯域であり、効率良く記録するため、輝
度信号と線順次化された色差信号とを時間軸多重化(T
DM化)し、約14MHz の帯域をもつTDM信号にした後
D/A変換し、エンファシス処理を行い、FM変調され
る。上記信号は、ドラム径が62mm,回転数が3600rpmの
回転ドラムに180 度対向して2個づつ、合計4個取り付
けられているヘッドにて、2−チャンネル、2−セグメ
ント化して磁気テープに記録され、再生される構成にな
っている。
SCとハイビジョン・ベースバンド信号のように、2種
類のビデオ情報に対して各々互換性がない仕様に設定さ
れている。例えばVHS方式は2ヘッド構成で実現出来
るが、ハイビジョンVTRでは4ヘッド必要である。ま
た、ドラム回転数も2倍異なる。その結果、上記2種類
のビデオ情報を同一のデッキで構成することは不可能で
ある。更に、記録する信号帯域も大幅に異なるため、キ
ーパーツとなるヘッド,ドラムの共用化も困難である。
よって、各々の装置を製造するために、各々専用の製造
ラインが必要となり、生産コストが高くなる。
であり、本発明の1つの目的は、整数比の関係にない2
種類のビデオ信号を記録できる情報記録装置及び情報記
録方法、並びに、記録媒体を再生する情報再生方法を提
供することにある。
デオ信号を記録可能にするとき、記録時間を同じにし、
記録密度の増加を極力抑えて記録することができる情報
記録装置及び情報記録方法、並びに、記録媒体を再生す
る情報再生方法を提供することにある。
号に併せて付加情報を記録しても、記録密度をほぼ同じ
で、記録時間を同じにすることができる情報記録装置及
び情報記録方法、並びに、記録媒体を再生する情報再生
方法を提供することにある。
報の記録再生を同一のデッキシステムで実現できる情報
記録装置及び情報記録方法、並びに、記録媒体を再生す
る情報再生方法を提供することにある。
報記録装置は、入力されるビデオ信号及び音声信号を符
号化する手段と、符号化したビデオ信号及び音声信号
に、誤りを訂正または検出するための誤り訂正符号を付
加する手段と、前記ビデオ信号及び音声信号を含みかつ
前記符号化が完結する単位を、記録媒体上の整数個の記
録単位に分割して記録する手段とを備える情報記録装置
であって、前記記録媒体は、一定の情報長に区切った複
数の記録単位から構成されており、前記記録単位の夫々
に、前記誤り訂正符号を含むように記録されるようにな
っており、入力されるビデオ信号がNTSCビデオ信号
かHDビデオ信号かによって、前記記録単位または前記
符号化が完結する単位における、前記ビデオ信号と前記
音声信号との比が変更されて記録されることを特徴とす
る。
1発明にあって、付加情報として、前記HDビデオ信
号、及び/または、前記入力されるビデオ信号の内容を
示すインデックス信号を記録する手段を備えることを特
徴とする。
力されるビデオ信号及び音声信号を符号化する工程と、
符号化したビデオ信号及び音声信号に、誤りを訂正また
は検出するための誤り訂正符号を付加する工程と、前記
ビデオ信号及び音声信号を含みかつ前記符号化が完結す
る単位を、記録媒体上の整数個の記録単位に分割して記
録する工程とを有する情報記録方法であって、前記記録
媒体は、一定の情報長に区切った複数の記録単位から構
成されており、前記記録単位の夫々に、前記誤り訂正符
号を含むように記録されるようになっており、入力され
るビデオ信号がNTSCビデオ信号かHDビデオ信号か
によって、前記記録単位または前記符号化が完結する単
位における、前記ビデオ信号と前記音声信号との比を変
更して記録することを特徴とする。
3発明にあって、付加情報として、前記HDビデオ信
号、及び/または、前記入力されるビデオ信号の内容を
示すインデックス信号を記録することを特徴とする。
4発明の情報記録方法により情報が記録された記録媒体
を再生する情報再生方法であって、前記付加情報を取得
する工程と、前記付加情報における前記インデックス信
号に基づいて、入力されるビデオ信号がNTSCビデオ
信号かHDビデオ信号かを判断する工程と、NTSCビ
デオ信号かHDビデオ信号かの判断に応じて、前記誤り
訂正符号に基づいて誤り訂正復号化処理を行い、符号化
されたビデオ信号及び音声信号を復号化する工程とを有
することを特徴とする。
ビデオ信号である場合と、入力されたビデオ信号がHD
ビデオ信号である場合とにおいて、記録単位(1トラッ
ク)または符号化が完結する単位(1フィールド)にお
けるビデオ信号と音声信号との比を異ならせるようす
る。よって、NTSCビデオ信号及びHDビデオ信号の
何れの場合においても効率良くビデオ信号が記録され
る。また、音声信号の記録領域を加減することにより、
HDビデオ信号のレートがNTSCビデオ信号のレート
の非整数倍になる。例えば、NTSCビデオ信号を記録
するトラックは、少なくともオーディオセクタとビデオ
セクタとが1本のトラックを構成し、HDビデオ信号を
記録する場合は、NTSCビデオ信号を記録する場合の
N倍(Nは1より大きい実数)のトラック数を使用する
ようになし、かつオーディオセクタが存在しないトラッ
クを有するようにすることにより、音声信号のチャンネ
ル数を加減し、HDビデオ信号のレートをNTSCビデ
オ信号のレートの非整数倍にすることができる。また、
例えば、HDビデオ信号を記録する場合は、NTSCビ
デオ信号を記録する場合の2倍のトラック数を使用して
いるにも係わらず、オーディオセクタ部にビデオ信号を
記録することにより、2倍以上のレートのHDビデオ信
号を記録できる。
いて詳述する。特に、家庭用ディジタルVTRの例につ
いて説明を行う。
示すトラックパターン図である。図1は、現行ビデオ信
号を記録するトラックパターンで、テープの下端部より
磁気ヘッドがスキャンして斜めトラックを形成する。デ
ータは、下から、ATF用データ(トラッキングサーボ
用データ)、INDEX用データ(ビデオ,オーディオ
信号のプログラム番号または時刻用データ)、オーディ
オデータ、オーディオ検査データ、ビデオ検査データ、
ビデオデータである。ここで、オーディオデータとオー
ディオ検査データとを合わせてオーディオセクタ、ビデ
オデータとビデオ検査データとを併せてビデオセクタと
呼ぶ。ATF部,INDEX部の後ろ側には、それぞれ
ギャップ1,2があり、ギャップで分離されたデータは
単独で書き換えられる(再記録可能な)ように構成され
ている。
ルVTRでは、CCIR勧告601に基づくいわゆる
4:2:2コンポーネントビデオ信号を圧縮してレート
を削減して磁気テープに記録する。4:2:2コンポー
ネントビデオ信号のレートは約216Mbps であるが、これ
を約1/8の25Mbps程度に圧縮する。この25Mbpsのディ
ジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号とを6mm
ないし8mm幅程度の磁気テープに記録しようとすると、
現在の磁気記録技術では1ビット当たり1〜2μm2 程
度必要であるので、直径20mmの小型のドラムを用いて1
フレームのビデオ信号を記録するのに、5または10トラ
ック必要である。ここでは10トラックで1フレーム分の
ビデオ信号とオーディオ信号とを記録するものとする。
の構成図を図7に示す。図7において、オーディオデー
タ及びビデオデータ1は2次元配置されており、それぞ
れ外符号化(C2符号化)、内符号化(C1符号化)さ
れている。図7における左下から右へスキャンし、順次
上の行へスキャンしていくことにより、図1のトラック
を形成する。
し、25Mbpsのビデオ信号と2チャンネルのオーディオ信
号とが記録できることになる。ここで、更に、HDビデ
オ信号を記録するシステムを考える。HDビデオ信号1
フレームを20トラックに記録するものとすると、まず図
2に示すトラックフォーマットが考えられる。すなわ
ち、図1のものを単純に繰り返し並べたもので、この場
合は、50MbpsのHDビデオ信号と4チャンネルのオーデ
ィオ信号とが記録できる。
デオ信号との比が整数比となり、非整数比の場合の対応
ができない。そこで、図3に示すトラックパターンでこ
れを実現する。図3では、誤り訂正符号そのものは全く
変更せずにオーディオ用エリアにオーディオデータとビ
デオデータとを交互に記録する。この場合、ビデオ信号
が25×2=50Mbpsと、オーディオ2チャンネル分約 1.5
Mbpsとの合計51.5Mbpsのディジタルデータが記録可能と
なる。
ラックは、図8に示す誤り訂正符号構成となる。すなわ
ち、オーディオエリアに相当する部分がビデオデータ2
を記録するエリアとなる。
構成する。すなわち、1フレーム20本の内、10本のトラ
ックの誤り訂正符号構成を変更する。図4では、オーデ
ィオエリアをなくし、ビデオデータの情報長を長くす
る。この時、ビデオ信号は図3のものと比較して、更
に、オーディオ用検査データ部分がビデオデータとなる
ので、合計約52Mbpsのディジタルデータが記録可能とな
る。この場合の誤り訂正符号は図9に示す構成となる。
すなわち、ビデオデータ3に対して、検査符号が付けら
れる。
オエリアとの間にギャップを設けることが考えられる。
これは、ギャップを設けて、オーディオ、ビデオ単独の
再記録を容易にするものであるが、ギャップがない場合
に比べてトラック長が若干長くなる。図5に現行ビデオ
信号を記録する場合の実施例を示す。
トラックパターンで、1フレーム20トラックの内、10ト
ラックにオーディオデータを記録し、10トラックにはビ
デオデータばかりを記録する。この場合のビデオ信号
は、約51.5Mbpsのディジタルデータが記録可能である。
ンを実現する家庭用ディジタルVTRの概略図を用いて
説明する。図10は本発明の家庭用ディジタルVTRの一
例を示した概略ブロック図である。図において、201 は
現行ビデオ信号の入力端子、202 はオーディオ信号の入
力端子、231 はHDビデオ信号の入力端子、203 は現行
ビデオ信号用A/D変換器、204 はオーディオ信号用A
/D変換器、232 はHDビデオ信号用A/D変換器、20
5 は現行ディジタル記録信号処理部、233 はHDディジ
タル記録信号処理部、234 は現行ビデオ信号とHDビデ
オ信号とを切り換えるスイッチ、207 はディジタル変調
処理部、208, 209は記録アンプ、210, 211は記録再生切
り換えスイッチ、212, 213はヘッド切り換えスイッチ、
214, 215, 216, 217は記録再生ヘッド、218, 219は再生
アンプ、220 はディジタル復調処理部、221 は現行ディ
ジタル再生信号処理部、235 はHDディジタル再生信号
処理部、224 は現行ビデオ信号用D/A変換器、225 は
オーディオ信号用D/A変換器、236 はHDビデオ信号
用D/A変換器、226 はビデオ信号の出力端子、227 は
オーディオ信号の出力端子、237 はHDビデオ信号の出
力端子である。
ビデオ信号を記録する場合の動作を説明する。入力端子
201 に入力する4:2:2コンポーネントビデオ信号
は、A/D変換器203 にて、輝度信号は13.5MHz,2種類
の色差信号はそれぞれ6.75MHzの標本化周波数にて標本
化され、8ビットのディジタル信号に量子化される。入
力端子202 に入力するオーディオ信号はA/D変換器20
4 にて48kHz で16ビットのディジタル信号に量子化され
る。なお図では簡単にするため入力信号を1チャンネル
で表わしているが、実際には、ビデオ信号は3チャンネ
ル、オーディオ信号は2チャンネルの入力がある。ディ
ジタル信号化されたビデオ信号及び2チャンネルオーデ
ィオ信号は現行ディジタル記録信号処理部205 に入力す
る。
デオ信号を画像圧縮しビデオ信号のデータレートを削減
し、画像圧縮したビデオ信号及び2チャンネルオーディ
オ信号に必要な時間軸処理を行い、1フレームあたり10
トラックに分割配置される。次に、各トラック単位で誤
り訂正符号化を行うが、符号化はビデオ信号, オーディ
オ信号, INDEX信号それぞれに対しておこなう。こ
こで、INDEX信号には、検索のための信号, オーデ
ィオ信号のチャンネル数などのデータが記録される。図
7または図9に示した訂正符号を付加したデータ列が、
スイッチ234 を経由して、ディジタル変調処理部207 に
送出される。ディジタル変調処理部207では現行ディジ
タル記録信号処理部205 より送出されるデータ列の各ト
ラックにATF信号を付加し所定の変調方式に従ってデ
ィジタル変調を行う。ATF信号は、変調を行なってか
ら付加してもよい。
録アンプ208, 209及び記録再生切り換えスイッチ210, 2
11を経由し、ヘッド切り換えスイッチ212, 213により各
ヘッド214, 215, 216, 217にそれぞれ分配され図1また
は図5のテープパターンに従って磁気テープ上に記録さ
れる。
れのヘッド214, 215, 216, 217より再生された信号はヘ
ッド切り換えスイッチ212, 213及び記録再生切り換えス
イッチ210, 211を経て、再生アンプ218, 219で増幅され
た後ディジタル復調処理部220 に入力される。ディジタ
ル復調処理部220 では各トラックからATF信号を抽出
し図示していないサーボ回路部へ送出するとともに、各
トラックのデータ列をディジタル復調する。ディジタル
復調されたデータ列は現行ディジタル再生信号処理部22
1 に送出される。
力するディジタル復調されたデータ列に対し誤り訂正処
理を行う。上記抽出されたビデオ信号は圧縮復号処理に
より元のビデオ信号に復元される。同様に、2チャンネ
ルのオーディオ信号は所定の時間軸処理により元の2チ
ャンネルのオーディオ信号に復元される。
出されるビデオ信号はD/A変換器224 によりD/A変
換され元の現行ビデオ信号が得られる。また、オーディ
オ信号はD/A変換器225 によりD/A変換され元の2
チャンネルのオーディオ信号が得られる。
作について説明する。入力端子231から入力されたHD
ビデオ信号はA/D変換器232 によりA/D変換され
る。ここで、HDビデオ信号は家庭用として、輝度信号
帯域20MHz,色差信号帯域5MHz を考え、標本化周波数
をそれぞれ40.5MHz,10.125MHz とし、8ビットに量子化
する。従って、総ビットレートは、486Mbps となる。デ
ィジタルデータに変換されたデータは、HDディジタル
記録信号処理部233 で画像圧縮し、約51.5〜52Mbpsにビ
ットレートを削減する。更に、必要な時間軸処理を行
い、1フレーム20トラックに分割配置される。スイッチ
234 では、HDビデオデータを選択する場合とオーディ
オデータを選択する場合とを時分割で切り換える。選択
されたデータは、ディジタル変調処理部207 に入力さ
れ、ATF信号が付加されて、図3,4,6のようなト
ラックパターンが形成される。
号時はディジタル変調処理部207 より後ろは2倍の処理
速度で動作する。従って、図10の例ではドラム回転数を
2倍に上げる速度制御を行う。
復調されたデータは、オーディオデータとHDディジタ
ルデータとに分離されて、オーディオデータは現行ディ
ジタル再生信号処理部221 へ、HDディジタルデータは
HDディジタル再生信号処理部235 へ入力される。HD
ディジタル再生信号処理部235 では、圧縮復号処理によ
り元のHDビデオディジタルデータに復元される。HD
ビデオ信号は、D/A変換器236 によりアナログ信号と
なり、出力端子237 より出力される。
オ信号とのレートを2倍近辺に設定したが、3倍, 4倍
など任意の整数倍の近辺に設定することが可能である。
ィオ信号を音声圧縮せずに記録するように構成している
が、音声圧縮を行って記録しても良いし、さらには2チ
ャンネルの信号である必要もなく、4チャンネルでも良
い。4チャンネルの場合には、さらにHDビデオ信号の
記録レートを上げることができる。
ビデオエリアとのみを変更してHDビデオ信号を記録す
るようにしたが、INDEXエリア, ATFエリアを利
用すればさらにHDビデオ信号の記録レートを上げるこ
とができる。すなわち、INDEX信号, ATF信号を
1トラック置きに記録すれば良い。
録する場合に、ドラム回転数を2倍に上げたが、最初か
らヘッド数を2倍にしておいて、現行ビデオ信号記録時
に1回転置きに記録するスキップ記録を行えばドラムの
回転数を上げる必要はない。
する現行ビデオ信号は4:2:2コンポーネントビデオ
信号を扱ったが、A/D変換器203 にて4倍のサブキャ
リア周波数(14.318MHz )で8ビットのディジタル信号
に量子化されるようないわゆるコンポジットビデオ信号
等でも良い。
て説明する。図11, 図12は実施例4のディジタルVTR
の構成図である。なお、図11, 図12において図24, 図25
と同一符号を付した部分は同一部分を示す。記録系の構
成を示す図11において、17a 〜17c は現行TV用入力端
子、18a 〜18c はアナログデータをディジタルデータに
変換するA/D変換器、19は入力された現行TV信号の
輝度信号Y及び色差信号CB, CRに高能率符号化を施
す現行TV用高能率符号化回路、20は現行TV用高能率
符号化回路19より出力された2チャンネルのデータに再
生時に発生する誤りを訂正または検出するための誤り訂
正符号を付加する現行TV用誤り訂正符号回路、21a 〜
21c はHDTV用入力端子、22a 〜22c はアナログデー
タをディジタルデータに変換するA/D変換器、23は入
力されたHDTV信号の輝度信号Y及び色差信号CB,
CRに高能率符号化を施すHDTV用高能率符号化回
路、24はHDTV用高能率符号化回路23より出力された
2チャンネルのデータに再生時に発生する誤りを訂正ま
たは検出するための誤り訂正符号を付加するHDTV用
誤り訂正符号回路、25a, 25bは現行TV信号, HDTV
信号のどちらを記録するかを選択するスイッチ、35a, 3
5bは現行TV信号を記録するときには同期信号及びID
信号が付加された符号ブロックを8個まとめ1本分のト
ラックの記録信号を作成し、HDTV信号を記録すると
きには同期信号及びID信号が付加された符号ブロック
を8個まとめ1本分のトラックの記録信号を作成するフ
ォーマット回路である。
26a, 26bは再生された信号が現行TV信号かHDTV信
号かに応じて切り変わるスイッチ、27は再生信号中の誤
りを訂正, 検出する現行TV用誤り訂正復号回路、28は
現行TV用誤り訂正復号回路27の出力に高能率復号化を
施しビデオ信号を復元する現行TV用高能率復号化回
路、29a 〜29c はディジタル信号をアナログ信号に変換
するD/A変換器、30a〜30c は現行TV用出力端子、3
1は再生信号中の誤りを訂正, 検出するHDTV用誤り
訂正復号回路、32はHDTV用誤り訂正復号回路31の出
力に高能率復号化を施しビデオ信号を復元するHDTV
用高能率復号化回路、33a 〜33c はディジタル信号をア
ナログ信号に変換するD/A変換器、34a 〜34c はHD
TV用出力端子である。
号及びHDTV信号それぞれの符号ブロックの構成を示
す。現行TV信号の符号ブロックの構成は前記従来例と
同一の符号構成で、C1(72, 56, 17),C2(61, 5
4, 8)の2重RS符号であり、HDTV信号の符号ブ
ロックの構成は現行TV信号の符号のチェックの数を同
じにし、C1符号の情報記号数を2倍した符号構成であ
り、C1(128, 112, 17) ,C2(61, 54, 8)の2重
RS符号である。
いて説明する。入力端子17a 〜17cより入力された現行
TV信号は前記従来例と全く同一の動作をして現行TV
用高能率符号化回路19により情報量が圧縮される。圧縮
後のデータは図13(a)に示すような符号ブロックに現
行TV用誤り訂正符号回路20により誤り訂正符号化され
る。また、入力端子21a 〜21c より入力されたHDTV
信号は前記従来例と同様な動作をしてHDTV用高能率
符号化回路23により情報量が圧縮され、現行TV信号に
比べて2倍の情報量となる。圧縮後のデータは図13
(b)に示すような符号ブロックにHDTV用誤り訂正
符号回路24により誤り訂正符号化される。スイッチ25a,
25bにより現行TV信号, HDTV信号のどちらかが選
択される。前記従来例と同様にして、ディジタル変調回
路5a, 5bでディジタル変調を施す。ディジタル変調を施
された記録信号はフォーマット回路35a, 35bにより現行
TV信号かHDTV信号かに応じて同期信号及びID信
号が付加された所定個の符号ブロックをまとめ1本分の
記録信号を作成し、磁気テープ9上に記録する。
号とをそれぞれ磁気テープ9上に記録すると、現行TV
信号の場合は前記従来例の場合と同様にして1本の記録
トラックに8個の符号ブロックが記録されることにな
る。また、HDTV信号の符号ブロックに含まれるデー
タの総数は現行TV信号の符号ブロックの2倍となり、
また、HDTV信号の情報量は現行TV信号の情報量に
比べて2倍となるので、記録時間を現行TV信号と同じ
とすると、HDTV信号の場合では1本の記録トラック
に8個の符号ブロックが記録されることになる。
記従来例と同様にして再生信号はディジタル復調された
後、スイッチ26a, 26bは再生された信号が現行TV信号
のときは現行TV用誤り訂正復号回路27に、HDTV信
号のときはHDTV用誤り訂正復号回路31に入力される
ように切り換える。現行TV信号が再生されたときに
は、現行TV用誤り訂正復号回路27では記録時に予め付
加しておいたチェックをもとに再生信号中に発生した誤
りを訂正または検出する。検出された誤りについては補
正などの動作が行なわれる。誤り訂正または補正された
再生信号は現行TV用高能率復号化回路28で前記従来例
と同様な処理をされた後、もとの現行TV信号が復元さ
れ、D/A変換器29a 〜29c によりアナログデータに変
換された後に出力端子30a 〜30c より出力される。ま
た、HDTV信号が再生されたときには、HDTV用誤
り訂正復号回路31では現行TV信号の場合と同様にして
誤り訂正またいは検出を行い、HDTV用高能率復号化
回路32によりもとのHDTV信号が復元され、D/A変
換器33a 〜33c によりアナログデータに変換された後、
出力端子34a 〜34c より出力される。
では誤り訂正符号の構成を変え、記録密度を大きくし
て、現行TV信号とHDTV信号との記録時間を同じと
なるように構成したので、単純に記録密度を2倍にして
記録時間を同じにした場合に比べて、記録密度が128 /
72=1.777 …倍となる。また、符号長を増やしたことに
よる誤り率の変化は図14に示すようになり、どちらの符
号もシンボル・エラー・レートが1×10-3以下のとき誤
り率は特に問題とはならないレベルである。
クの構成を現行TV信号のC1符号の情報記号数を2倍
とした場合について説明したが、この例以外にも、C1
符号の情報記号数を4倍にして、HDTV信号の符号構
成をC1(240, 224, 17) ,C2(61, 54, 8)の2重
RS符号となるようにしても、記録密度は約1.67倍とな
り、前記実施例と同様な効果が得られる。また、それぞ
れの符号構成の場合での誤り率を図15に示す。このとき
も、シンボル・エラー・レートが1×10-3以下のときの
誤り率は特に問題とはならないレベルである。
TV信号の符号構成をC1(72, 56, 17) ,C2(115,
108, 8)の2重RS符号となるようにしても、記録密
度は約1.89倍となり、前記実施例と同様な効果が得られ
る。また、そのときの誤り率を図15に示す。このとき
も、シンボル・エラー・レートが1×10-3以下のときの
誤り率は特に問題とはならないレベルである。
符号の情報記号数を2倍にして、HDTV信号の符号構
成をC1(128, 112, 17) ,C2(115, 108, 8)の2
重RS符号となるようにしても、記録密度は約1.68倍と
なり、前記実施例と同様な効果が得られる。そのときの
誤り率を図15に示す。このときも、シンボル・エラー・
レートが1×10-3以下のときの誤り率は特に問題とはな
らないレベルである。
記号数を現行TV信号のC1符号の情報記号数のn倍、
C2符号の情報記号数を現行TV信号のC2符号の情報
記号数のm倍(n,mは自然数)とし、チェックの数を
同じとなるように符号を構成すると、HDTV信号の1
個の符号ブロックの情報記号数は現行TV信号のn×m
個の符号ブロックに相当し、n×m個の現行TV信号の
符号ブロックに含まれるチェックの数と1個のHDTV
信号の符号ブロックに含まれるチェックの数とを比較す
ると明らかに現行TV信号の方がチェックの数は多くな
り、その差に相当するチェック分だけ情報量を減らすこ
とができ、記録密度の増加を極力抑えることができる。
また、符号長を伸ばしたことによる誤り率の悪化は前記
実施例にも示すようにシンボル・エラー・レートが1×
10-3以下のときの誤り率は特に問題とはならないレベル
である。
デオ信号をそれぞれ記録する例について説明したが、こ
の例以外にも、ビデオ信号に併せて高能率符号化の段階
で削除されていた高精細度データを記録するとき、上記
実施例と同様にして情報記号数を増しチェックの数を同
じにした符号構成で誤り訂正符号化すれば、同様な効果
が得られる。
デックス信号を併せて記録するとき、上記実施例と同様
にして情報記号数を増しチェックの数を同じにした符号
構成で誤り訂正符号化すれば、同様な効果が得られる。
正符号化手段により誤り訂正符号化するようにした例に
ついて説明したが、チェックの数は同じにして短縮化し
た符号を用いてデータシンボルの数を変えた2種類の符
号を使用しているので、使用されている生成多項式は同
じとなり、同じ構成の誤り訂正符号化手段を用いること
ができ、現行TV信号かHDTV信号かに応じて所定の
情報記号数で符号化すれば、同一の誤り訂正符号化手段
を用いることができ、回路規模を削減することができ
る。
て説明する。図16, 図17は実施例5のディジタルVTR
の構成図である。なお、図16, 図17において図24, 図25
と同一符号を付した部分は同一部分を示す。記録系の構
成を示す図16において、36は入力された輝度信号Y及び
色差信号CB, CRに高能率符号化を施し、所定の情報
量まで圧縮する過程で削除されていた高精細度データを
得るように構成した高能率符号化回路、37は高能率符号
化回路36より出力された2チャンネルのデータと高精細
度データとに再生時に発生する誤りを訂正または検出す
るための誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号回路、38
a, 38bは同期信号及びID信号が付加された符号ブロッ
クを4個まとめ1本分のトラックの記録信号を作成する
フォーマット回路である。また、再生系の構成を示す図
17において、39は再生信号中の誤りを訂正,検出する誤
り訂正復号回路、40は誤り訂正復号回路39の出力に高能
率復号化を施しビデオ信号を復元する高能率復号化回路
である。
符号ブロックの構成は前記従来例に比べて符号長が2倍
で、チェックの数は同じにした、C1(144, 128, 16)
,C2(61, 54, 8)の2重RS符号である。
いて説明する。入力端子1a〜1cより入力されたビデオ信
号は前記従来例と全く同一の動作をして高能率符号化回
路36により情報量が圧縮されると同時に情報量の圧縮の
過程で削除されていたビデオ信号の高精細度データを残
しておく。圧縮後のデータと高精細度データは図18に示
すような符号ブロックに誤り訂正符号回路37により誤り
訂正符号化される。前記従来例と同様にして、ディジタ
ル変調回路5a, 5bでディジタル変調を施す。ディジタル
変調を施された記録信号はフォーマット回路38a, 38bに
より同期信号及びID信号が付加された4個の符号ブロ
ックをまとめ1本分の記録信号を作成し、磁気テープ9
上に記録する。
をまとめて1個の符号ブロックとし、チェックの数を同
じとした符号ブロックを用いて誤り訂正符号化するよう
に構成したので、1個分の符号ブロックのC1チェック
に相当するデータを他の情報、ここでは、高精細度デー
タを記録することができる(図18参照)。また、チェッ
クを含めた全てのデータは従来例の場合と比べて変わら
ないので、記録密度を変えずに高精細度データを記録す
ることができる。
記従来例と同様にして再生信号はディジタル復調された
後、誤り訂正復号回路39では記録時に予め付加しておい
たチェックをもとに再生信号中に発生した誤りが訂正ま
たは検出される。検出された誤りについては補正などの
動作が行われる。誤り訂正または補正された再生信号か
らビデオ信号のデータとそのビデオ信号の高精細度デー
タとを分離する。高能率復号化回路39ではこの2つのデ
ータをもとにして前記従来例に比してさらに高精細とな
ったビデオ信号を復元し、D/A変換器15a 〜15c によ
りアナログデータに変換された後に出力端子16a 〜16c
より出力される。
される誤り率となるシンボル・エラー・レートの悪化は
前記実施例4にも示すようにシンボル・エラー・レート
が1×10-3以下のときの特に問題とはならないレベルで
ある。
従来例に比べてC1符号の符号長を2倍とした場合につ
いて説明したが、この例以外にも、C1符号の符号長を
約4倍にして、符号構成をC1(255, 239, 16) , C2
(61, 54, 8)の2重RS符号となるようにしても、従
来例の符号ブロック4個をまとめて1個の符号ブロック
とし、チェックの数を同じとした符号ブロックとほぼ同
じ構成なので、3個分の符号ブロックのC1チェックに
相当する分だけ他の情報、ここでは、高精細度データを
記録することができ、前記実施例と同様に、記録密度を
変えずに高精細度データを記録することができる。ま
た、シンボル・エラー・レートが1×10-3以下のときの
誤り率は特に問題とはならないレベルである。
号構成をC1(72, 56, 17) 、C2(122, 115, 8)の
2重RS符号となるようにしても、従来例の符号ブロッ
ク2個をまとめて1個の符号ブロックとし、チェックの
数を同じにした符号ブロックと同じ構成なので、1個分
の符号ブロックのC2チェックに相当する分だけ高精細
度データを記録することができ、前記実施例と同様な効
果が得られ、シンボル・エラー・レートが1×10-3以下
のときの誤り率は特に問題とはならない。
の符号長を2倍にして、符号構成をC1(144, 128, 1
7) 、C2(122, 115, 8)の2重RS符号となるよう
にしても、前記実施例と同様な効果が得られる。また、
シンボル・エラー・レートが1×10-3以下のときの誤り
率は特に問題とはならない。
符号の符号長をm倍(n, mは自然数)とし、チェック
の数を同じとなるように符号を構成すれば、前記実施例
と同様に(n−1)個分の符号ブロックのC1チェック
と(m−1)個分の符号ブロックのC2チェックとに相
当する情報量を他の情報記録に利用でき、記録密度を増
加させずに他の情報を記録することができる。
タを併せて記録するようにした例について説明したが、
この例以外にも、ビデオ信号の内容を示すインデックス
信号を併せて記録するようにしても同様な効果が得られ
る。
て説明する。図19は実施例6による記録系の構成を示す
ブロック図である。51は第一のビデオ情報であるアナロ
グNTSC4:2:2コンポーネント信号の入力端子、
52はこのアナログNTSC信号をディジタル信号に変換
するA/D変換器、53はディジタル化されたNTSCビ
デオ信号の情報量を削減する圧縮回路,54は第二のビデ
オ情報であるアナログHD信号の入力端子、55はこのア
ナログHD信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器、56はディジタル化されたHDビデオ信号の情報量を
削減する圧縮回路、57はビデオ信号記録再生装置のモー
ド, 各種条件の設定、更に時間, 曲頭信号などのインデ
ックス情報生成等を行うシステムコントローラ、58a, 5
8b, 58c はシステムコントローラ57の制御信号に同期し
て動作し信号経路を切り換えるスイッチ、59はディジタ
ル信号の蓄積, 時間軸圧縮伸長を行うためのメモリ回
路、60はアナログオーディオ信号の入力端子、61はこの
アナログオーディオ信号をディジタル信号に変換するA
/D変換器、62はディジタルNTSCビデオ信号を記録
する際の誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号回路、63
は誤り訂正符号回路62からの8ビット単位(1シンボル
=8ビット)情報を伝送路に適した10ビットの符号に情
報変換する記録符号化8−10変換器、64はディジタルH
Dビデオ信号を記録する際の誤り訂正符号を付加する誤
り訂正符号回路、65は誤り訂正符号回路64からの8ビッ
ト単位(1シンボル=8ビット)情報を伝送路に適した
12ビットの符号に情報変換する記録符号化8−12変換
器、66は記録アンプ、67は磁気ヘッドが搭載されている
回転ドラム、68は磁気テープである。
生装置の動作を補足説明するための図であり、図20は誤
り訂正符号回路62と誤り訂正符号回路64とにて生成され
る符号構成の比較、図21はNTSCディジタルもしくは
HDディジタルで記録した際の磁気テープ68上のトラッ
クパターンの比較である。
実施例のビデオ信号記録再生装置の有効性が理解できる
ように、ディジタル磁気記録再生装置の特徴を簡単に説
明する。
1””0”の信号が元通りに判別できれば、伝送路上で
のS/N変動の影響がビデオ信号, オーディオ信号のS
/N変動に影響を与えることはない。もし、元通りに判
別できなかった場合は誤り訂正符号を用いて演算処理に
より訂正が可能である。誤り訂正の能力はビデオデー
タ, オーディオデータとともに記録される訂正符号の数
に依存する。一般に訂正符号が多いほど高い訂正能力を
有し、高密度記録化がはかれる。
路のS/Nは、記録する信号の最高周波数の出力レベル
と伝送帯域幅内のノイズパワーとの比で求められ、ヘッ
ドとテープとの相対速度が同一であれば、最高記録周波
数が低い方が一般的には高S/Nが得られる。更に、磁
気記録の伝送路におけるS/Nの変動はヘッド, テープ
間のスペーシング変動により生ずるスペーシングロス変
動, 媒体の減磁等によるとことが大きく、この影響を軽
減するためにも最高記録周波数は低い方が望ましい。
尚、スペーシングロス,媒体の減磁は記録波長に依存す
るファクターであり、短波長ほど不利であることを意味
する。しかし、高密度記録化とは単位長当りに多くの情
報を記録することであり、短波長記録が必須となる。
長(最高記録周波数)の出力レベルが最も大きく、か
つ、安定となるように設定しなければならない。
再生装置で、情報量が異なる複数のビデオ情報を同一仕
様の装置で記録する場合、各々の情報記録において最短
記録波長(最高記録周波数)を同一としておくことが装
置の安定性及び信頼性の確保に対して重要である。ま
た、高密度記録されているビデオ情報に対しては高い訂
正能力を有する訂正符号を付加することも重要である。
た本実施例の装置の動作について詳しく説明する。尚、
本実施例のビデオ信号記録再生装置においては、複数の
ビデオ信号として現行のアナログNTSC4:2:2コ
ンポーネント信号とアナログHD信号との2種類に対応
出来る。
4:2:2コンポーネント信号をA/D変換器52によ
り、伝送レートが166Mbps 程度のディジタル信号に変換
する。業務用ディジタルVTRでは上記信号に誤り訂正
符号を付加して磁気テープに記録しているが、家庭用デ
ィジタルVTRでは情報量が膨大すぎてテープ消費量,
高レート化に伴うコストアップ等の理由により実現性が
無い。そこで、本実施例の装置では圧縮回路53にて、D
CT(Discrete Cosine Transform ), 動き補償技術等
を用いて、この166Mbps のビデオ情報を約1/7に圧縮
して約24.7Mbpsまで落とす。尚、NTSC信号を24〜25
Mbps程度まで圧縮しても画質劣化が殆ど確認できないこ
とが学会等で確認されている。
D信号はA/D変換器55により伝送レートが約1.2Gbps
のディジタル信号に変換する。この情報量はNTSCの
比ではなく、圧縮なくして家庭用ディジタルVTRには
成り得ない。よって、NTSC信号と同様に、DCT,
動き補償技術等を用いた圧縮回路56にて約1/26に圧縮
して約45Mbpsのビデオ信号にする。
ているのは、輝度信号帯域が22MHzと広いが、NTSC
信号に比べるとエネルギー密度が低いためであると言わ
れている。この様なことから、30Mbpsまで圧縮しても良
好な画質が得られた旨の報告もある(高橋:「HDTV
のインターレス画像符号化」,TV学会ハイビジョン研
究会 講演番号6-5 1992)。尚、ディジタルVTRでは
一定レートのビデオ信号を記録・再生するのみでなく、
インサート編集, 高速再生等に対応しなければならな
い。よって、放送用の伝送とは異なり圧縮信号に冗長性
を持たせておく必要があり、ハイビジョンの圧縮後のレ
ートは45〜50Mbpsが妥当である。
信号の内、記録したいビデオ信号を選択するために、選
択指令がシステムコントローラ57より出力され、スイッ
チ58a を選択ビデオ信号側にセットし、該当ビデオ信号
をメモリ回路59に一旦蓄え、時間軸圧縮する。
をディジタル記録するのではなく、オーディオ信号もデ
ィジタル録音することにより、ディジタルビデオにふさ
わしい、CD(コンパクト・ディスク)並の高品位音声
とすべきである。本実施例では、60に入力される4チャ
ンネルのオーディオ信号がA/D変換器61にて、CDと
同等のサンプリング周波数:44.1KHz ,量子化ビット
数:16の仕様でディジタルオーディオ信号に変換され、
約2.8Mbps の伝送レートでメモリ回路59に出力される。
このオーディオ信号はビデオ信号と同様に一旦メモリ回
路59に蓄積され、時間軸圧縮される。
・オーディオ・テープレコーダ)と同様に時間情報, T
OC(Table of Contents )等のインデックス情報を記
録しておき、多機能化を図るべきである。本実施例で
は、このインデックス情報をシステムコントローラ57に
て約0.35Mbps程度生成し、サブコードデータと称してビ
デオ, オーディオ信号と同様にメモリ回路59に一旦蓄え
るよう構成する。尚、上記オーディオ信号及びインデッ
クス情報はビデオ信号がNTSCとHDとで切り換える
必要はなく、両ビデオ信号に対して同一の情報量に設定
している。
に、本実施例のデッキ仕様を説明する。直径:約24mm、
スチル角度:約6度に設定された回転ドラム17に180 度
対向でダブルアジマスヘッドが取り付けられており、4
ヘッド構成である。回転数はNTSC信号を記録する場
合59.94rps、HD信号の場合60rps である。磁気テープ
の幅は1/4インチであり、有効幅は5.15mmに設定して
いる。また、テープ送りスピードはトラックピッチが5
〜10μmとなるよう10〜20mm/Sec 程度の低速になって
いる。
トラック長は約49.2mmとなり、1秒間に240 本(NTS
Cの場合、正確には239.76本)記録できる。従って、2
種類のビデオ信号記録モードにおいて、この記録容量が
オーバしないよう誤り訂正符号の符号数,記録密度を設
定しなければならない。
録再生装置として備えなければならない条件を加味した
誤り訂正の符号語付加手段、及び記録フォーマットとな
るトラック上の符号構成について説明する。
の手段について説明する。圧縮回路53で約24.7Mbpsまで
圧縮したビデオ信号をメモリ回路59に一旦蓄え、磁気テ
ープ68の1本のトラック記録する量毎に区分し、時間軸
圧縮する。本実施例では1秒間に約240 本のトラックを
生成するので、1トラック当り約0.1 Mビットのビデオ
信号(=ビデオデータ)を記録すればよい。尚、これか
ら説明する誤り訂正符号化処理は8ビット単位(1Symb
olと表現する)で行われ、約12.5kSymbol となる。
イッチ58b を介して、誤り訂正符号を生成する誤り訂正
符号回路62に入力し、図20のNTSC信号の符号構成に
示す仕様に符号化する。誤り訂正符号は現在CD, DA
Tなどパッケージメディアのほとんどに採用されている
2重RS符号を用いる。符号語は同期信号(SYNC)
によって区分される記録トラック方向のデータを符号化
したC1符号とC1符号化とは直交する方向に符号化し
たC2符号とがある。
ンボルブロックと呼ばれ、SBなる記号で表現され、
(同期信号として2Symbol)+(IDとしてSB位置を
示すブロックアドレスや再生時に上記ブロックアドレス
の正誤を判定するパリティ信号等で3Symbol)+(ビデ
オデータが184Symbol )+(C1符号が16Symbol)の合
計205Symbol で構成している。また、C2符号化は1ト
ラック分のビデオデータ70SBに対して、縦方向に符号
化し、8Symbol付加している。従って、符号化率は(184
×70)/(205×78) で与えられ0.81となり、ビデオデータ
に関連するデータは15990Symbol(127.92kビット) とな
る。また、訂正能力はC1符号が距離17の符号であり、
1SB内で最大8Symbolまでの誤りが訂正できる。又、
誤り位置だけなら最大16Symbolまでの検出が可能であ
り、上記検出信号を用いて、C2符号により縦方向の誤
りが最大8Symbolまで訂正可能である。
号化について説明する。メモリ回路59に一旦蓄積された
約2.8Mbps オーディオデータを、磁気テープ68の1本の
トラックに等配分記録する量毎に区分し、時間軸圧縮す
る。本実施例では1秒間に約240 本のトラックを生成す
る為、1トラック当り11.76 kビット(1470Symbol)の
オーディオ信号を記録すればよい。このオーディオデー
タはビデオデータと同様にスイッチ58b を介して、訂正
符号を生成する誤り訂正符号回路62に入力し、図20のN
TSC信号の符号構成に示す仕様に符号化する。誤り訂
正符号はビデオデータと同様の2重RS符号を用いる。
る記録トラック方向のデータを符号化したC1符号はビ
デオデータと同一の符号とし、C1符号化とは直交する
方向に符号化したC2符号は情報量が少ないので、2Sy
mbolとする。以上の構成により、オーディオデータに対
する訂正能力はC1符号が距離17の符号であり、1SB
内で最大8Symbolまでの誤りが訂正できる。又、誤り位
置だけなら最大16Symbolまでの検出が可能であり、上記
検出信号を用いて、C2符号により縦方向の誤りが最大
2Symbolまで訂正可能である。
号化について説明する。メモリ回路59に一旦蓄積された
約0.35Mbpsのサブコードデータを、磁気テープ68の1本
のトラックに等配分記録する量毎に区分し、時間軸圧縮
する。本実施例では1秒間に約240 本のトラックを生成
するので、1トラック当り約1450ビット(約182Symbol)
のサブコードデータを記録すればよい。このサブコー
ドデータはビデオデータと同様にスイッチ58b を介し
て、訂正符号を生成する誤り訂正符号回路62に入力し、
図20のNTSC信号の符号構成に示す仕様に符号化す
る。RS符号を用い、符号語は情報量が少ないので同期
信号によって区分される記録トラック方向のデータを符
号化したC1符号のみとする。C1符号の訂正能力はビ
デオデータと同様の距離17の符号であり、1SB内で最
大8Symbolまでの誤りが訂正できる。尚、C2符号を用
いない代わりに同一内容のSBを4SB設ける4重書き
とし、誤りが無いSBまたはC1訂正により全ての誤り
が訂正されたSBの情報のみを選択して用いるよう構成
している。尚、この様な構成は高速検索時、クロストラ
ックにより不連続な信号しか再生出来ない場合があり、
サブコードフォーマットとして必須である。
で記録する3種類の情報に対する誤り訂正符号の符号化
手段と条件とについて述べてきた。尚、初期の記録では
3種類の情報を時分割多重にてエリア分割し、一度に記
録するが、ディジタル記録には信号の重ね書きにより一
部の情報のみ書き換えるアフターレコーディングが特徴
の一つであり、達成出来るフォーマットでなければなら
ない。従って磁気テープ68に記録する記録フォーマット
において、3種類の各情報ブロック群は各々IBG(Int
er Block Gap) を挟んで構成する必要があり、図20に示
す1SB長のIBG1とIBG2とを各々ビデオデータ
とオーディオデータとの間、及びオーディオデータとサ
ブコードデータとの間に設けている。更に、回転ヘッド
式の磁気記録再生装置では、回転ドラムに巻き付けたテ
ープがヘッドに当たる位置の誤差を補償するためのマー
ジンエリア、また、再生時に必要な再生データに同期し
たPLLクロックをビデオデータを再生する前に安定化
させるためのプリアンブルエリア、更にはアフターレコ
ーディングにより信号の一部書換えを行った際の消し残
りを無くすためのポストアンブルエリアが必要であり、
ビデオデータの前に1SB、サブコードデータの後に1
SBをそれぞれ設けている。
のトラック上の符号構成をまとめると図20のNTSC信
号の符号構成に示す通りとなり、1トラックの記録デー
タ数は205 ×96の19860Symbol(157440ビット)となる。
よって、磁気テープ68上の記録密度は(記録ビット数/
単位トラック長(1インチ))より求められ、157440/
(4.92/2.54)=81.28kbpi となる。
Symbol) を除いた205 ×18=3690SymbolはHD信号を記
録する際にも共通のデータあり、各々のビデオ信号記録
に対して同一フォーマットが適用可能である。よって、
本実施例においてもビデオデータ以外の符号化は全て共
通とし、回路規模の削減を図っている。
合の手段について説明する。圧縮回路56で約45Mbpsまで
圧縮したビデオ信号をメモリ回路59に一旦蓄え、NTS
Cビデオデータと同様に1本のトラック記録する量毎に
区分し、時間軸圧縮する。本実施例では1秒間に約240
本のトラックを生成するので、1トラック当り約0.19M
ビット(約23.5kSymbol)のビデオデータを記録すればよ
い。この区分したデータをスイッチ58b を介して、誤り
訂正符号を生成する誤り訂正符号回路64に入力し、図20
のHD信号の符号構成に示す仕様に符号化する。誤り訂
正符号はNTSCビデオ系の誤り訂正符号回路62との共
用化を図り、且つ、ビデオデータ以外の符号構成もNT
SCと同一とするために2重RS符号であり、C1符号
はNTSC同一とし、情報量が増加した分はSB数を増
加させ、その増加分にあわせてC2符号の距離を大きく
している。
す様になり、1トラック分 (約23.5kSymbol)のビデオデ
ータを184Symbol のSBにブロック化して記録するの
で、ビデオデータ部は128 SBとなる。C2符号はこの
128 SBに対して縦方向に符号化し、14Symbol付加して
いる。従って、符号化率は(184×128)/(205 ×142)で与
えられ0.81となり、ビデオデータに関連するデータは29
110Symbol(232.88kビット)となる。尚、この符号化率
はNTSCデータの符号化率と同一である。
C同一であり、1SB内で最大8Symbolまでの誤りが訂
正できる。又、誤り位置だけなら最大16Symbolまでの検
出が可能であり、この検出信号を用いて、C2符号によ
り縦方向の誤りが最大14Symbolまで訂正可能である。つ
まり、符号語を大きくする事により同一の符号化効率
で、NTSCデータより高い訂正能力が得られるよう符
号化している。以上、HD信号の誤り訂正符号化手段と
条件について説明した。
と図20のHD信号の符号構成に示す通りとなる。ビデオ
データ部のみをNTSC系のビデオデータと入れ換えた
構成であり、1トラックの記録データ数は205 ×160 の
32800Symbol(262400ビット)となる。もって、磁気テー
プ18上の記録密度は135.5kbpi となる。尚、この記録密
度はNTSC信号を記録する記録密度の (1/0.6)倍と
なる。
号記録において、最短記録波長を同一とするための記録
符号化手段と条件について説明する。
磁気記録再生系の性能を見定めなければならない。最近
ではメタル蒸着のような薄膜媒体が導入され、最短記録
波長が0.5 μmの短波長でも安定した性能が確保出来る
ようになっており、アナログ記録ではあるが既に実用化
されているHi−8の8mmVTRの最短記録波長は0.5
μm以下である。よって、本実施例の装置でも最短記録
波長が0.5 μm程度になるように記録条件を設定してい
る。
は、誤り訂正符号回路62から出力される81.28Mbpi の情
報を最短記録波長が0.5 μm程度になるよう記録符号化
する。つまり、データビット長が0.3125μm(最短記録
波長で0.625 μm)の情報を最短記録波長が0.5 μm程
度になるよう符号化するものであり、DRが0.8 であれ
ばよい。よって、本実施例の装置では、記録符号化8−
10変換器63により、8ビットの情報を、ゼロランレング
スが最小零となる10ビットのNRZI系の符号に情報変
換し、更にNRZI変調後に記録信号として得られる。
符号回路64から出力される135.5Mbpi の情報を最短記録
波長が0.5 μm程度になるよう記録符号化する。つま
り、データビット長が0.18745 μm(最短記録波長で0.
375 μm)の情報を最短記録波長が0.5 μm程度になる
よう符号化するものであり、DRが1.3 であればよい。
よって、本実施例の装置では、記録符号化8−12変換器
65により、8ビットの情報を、ゼロランレングスが最小
1となる12ビットのNRZI系の符号に情報変換し、更
にNRZI変調後に記録信号として得られる。
チ58c により選択的に記録アンプ66へ出力され、回転ド
ラム67に取り付けられているヘッドにて、磁気テープ68
に最適記録電流で記録出来るよう増幅され、そして、図
21に示す様な記録トラックパターンとして各々記録され
る。
信号記録において記録トラック長を同一にすることが可
能であり、もって、磁気テープ、及び、カセットの共用
化も可能である。尚、情報が多いHD信号を記録する
際、高密度記録化により符号誤り率が高く信頼性が問題
になりそうな場合は、情報が少ないNTSC信号を記録
する場合より、単に記録トラック幅を広くして記録する
のみで符号誤り率の改善が図れる。上記操作はVHS規
格VTRにおいて標準記録と長時間記録モードとで多少
画質が変わるものの、システムの互換はとれていると言
える。
れたビデオ信号がNTSCビデオ信号である場合と、入
力されたビデオ信号がHDビデオ信号である場合とにお
いて、記録単位(1トラック)または符号化が完結する
単位(1フィールド)におけるビデオ信号と音声信号と
の比を異ならせるようにしたので、NTSCビデオ信号
及びHDビデオ信号の何れの場合においても効率良くビ
デオ信号を記録することができる、また、音声信号の記
録領域を加減することにより、HDビデオ信号のレート
をNTSCビデオ信号のレートの非整数倍にすることが
できる。
マット図である。
マット図である。
ォーマット図である。
プフォーマット図である。
ォーマット図である。
プフォーマット図である。
の構成図である。
の構成図である。
符号の構成図である。
ック図である。
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
れる現行TV用, HDTV用の誤り訂正符号の構成図で
ある。
れる誤り訂正符号の誤り率の変化を示すグラフである。
れる他の誤り訂正符号の誤り率の変化を示すグラフであ
る。
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
れる誤り訂正符号の構成図である。
の構成を示すブロック図である。
正符号の構成図である。
フォーマット図である。
示すブロック図である。
テープフォーマット図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
り訂正符号の構成図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 入力されるビデオ信号及び音声信号を符
号化する手段と、符号化したビデオ信号及び音声信号
に、誤りを訂正または検出するための誤り訂正符号を付
加する手段と、前記ビデオ信号及び音声信号を含みかつ
前記符号化が完結する単位を、記録媒体上の整数個の記
録単位に分割して記録する手段とを備える情報記録装置
であって、前記記録媒体は、一定の情報長に区切った複
数の記録単位から構成されており、前記記録単位の夫々
に、前記誤り訂正符号を含むように記録されるようにな
っており、入力されるビデオ信号がNTSCビデオ信号
かHDビデオ信号かによって、前記記録単位または前記
符号化が完結する単位における、前記ビデオ信号と前記
音声信号との比が変更されて記録されることを特徴とす
る情報記録装置。 - 【請求項2】 付加情報として、前記HDビデオ信号、
及び/または、前記入力されるビデオ信号の内容を示す
インデックス信号を記録する手段を備えることを特徴と
する請求項1記載の情報記録装置。 - 【請求項3】 入力されるビデオ信号及び音声信号を符
号化する工程と、符号化したビデオ信号及び音声信号
に、誤りを訂正または検出するための誤り訂正符号を付
加する工程と、前記ビデオ信号及び音声信号を含みかつ
前記符号化が完結する単位を、記録媒体上の整数個の記
録単位に分割して記録する工程とを有する情報記録方法
であって、前記記録媒体は、一定の情報長に区切った複
数の記録単位から構成されており、前記記録単位の夫々
に、前記誤り訂正符号を含むように記録されるようにな
っており、入力されるビデオ信号がNTSCビデオ信号
かHDビデオ信号かによって、前記記録単位または前記
符号化が完結する単位における、前記ビデオ信号と前記
音声信号との比を変更して記録することを特徴とする情
報記録方法。 - 【請求項4】 付加情報として、前記HDビデオ信号、
及び/または、前記入力されるビデオ信号の内容を示す
インデックス信号を記録することを特徴とする請求項3
記載の情報記録方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の情報記録方法により情報
が記録された記録媒体を再生する情報再生方法であっ
て、前記付加情報を取得する工程と、前記付加情報にお
ける前記インデックス信号に基づいて、入力されるビデ
オ信号がNTSCビデオ信号かHDビデオ信号かを判断
する工程と、NTSCビデオ信号かHDビデオ信号かの
判断に応じて、前記誤り訂正符号に基づいて誤り訂正復
号化処理を行い、符号化されたビデオ信号及び音声信号
を復号化する工程とを有することを特徴とする情報再生
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10789293A JP3511143B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-10 | 情報記録装置,情報記録方法及び情報再生方法 |
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11874092 | 1992-05-12 | ||
JP4-118740 | 1992-05-12 | ||
JP13058392 | 1992-05-22 | ||
JP4-130583 | 1992-05-22 | ||
JP13685392 | 1992-05-28 | ||
JP4-136853 | 1992-05-28 | ||
JP10789293A JP3511143B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-10 | 情報記録装置,情報記録方法及び情報再生方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003374860A Division JP2004112826A (ja) | 1992-05-12 | 2003-11-04 | 情報記録装置,情報記録方法,情報再生装置及び情報再生方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0644697A JPH0644697A (ja) | 1994-02-18 |
JP3511143B2 true JP3511143B2 (ja) | 2004-03-29 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10789293A Expired - Fee Related JP3511143B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-10 | 情報記録装置,情報記録方法及び情報再生方法 |
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JP (1) | JP3511143B2 (ja) |
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- 1993-05-10 JP JP10789293A patent/JP3511143B2/ja not_active Expired - Fee Related
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