JP3723262B2 - Ｖｉｔｃ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置 - Google Patents
Ｖｉｔｃ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＩＴＣ(Vertical Interval Time Code：垂直ブランキング期間に挿入されたタイムコード）挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置に関し、特に標準方式のディジタルＶＴＲ（ビデオ・テープレコーダ）に高精細ＴＶ（テレビ）の画像符号化データ（圧縮データ）を記録した場合に、ＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、標準方式のＴＶ画像データを非圧縮で記録するディジタルＶＴＲとして次のような種類のものがある。まず第１に、ＩＴＵ（国際電気通信連合）の勧告ITU-R BT601 に準拠したデータを記録するD-1VTR、D-5VTRがある。第２に、ＮＴＳＣ（National Television System Committe)方式またはＰＡＬ（Phase alternation by line)方式の画像データを記録するD-2VTR、D-3VTRがある。
【０００３】
一方、以上の標準方式の数倍以上のデータレートを有する高精細ＴＶデータを非圧縮で記録するディジタルＶＴＲとして、D-6VTRおよびオープンリールのディジタルＶＴＲがある。
【０００４】
しかし、これらのディジタルＶＴＲはマシンの価格、カセットまたはオープンリールのテープの価格、さらには運用費、保守費などのコストが高く、廉価なディジタルＶＴＲが求められている。そこで、高精細ＴＶデータを画像符号化により圧縮して上記の標準方式ディジタルＶＴＲに記録することが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一部の家庭用ＶＴＲを除く一般のＶＴＲでは、その内部において上記のＶＩＴＣを発生し、垂直ブランキング期間における入力の有無にかかわらず、ＶＩＴＣを優先して記録することになっている。ＶＩＴＣは、周知のように、１Ｈ期間にタイムコード分、６４ビットを８ビット単位に分けて同期ビット（“１”，“０”）を付加し、さらに８ビットのＣＲＣコードを加えた９０ビットで構成したもので、この様な信号を各フィールドの垂直ブランキング期間の隣接しない２Ｈに挿入する。
【０００６】
ＶＩＴＣを記録できる領域は各ＴＶ標準方式によって定められており、例えばＮＴＳＣ方式では、１０〜２１ラインの中の隣接しない任意の２ライン（奇数フィールド）と、２７３〜２８４ライン中の隣接しない任意の２ライン（偶数フィルールド）である。
【０００７】
ＶＩＴＣは時、秒、フレーム番号を表すタイムコードであるから、１フレームの中の４個のラインに記録されているコードは全て同一である。すなわち、フレーム毎に同じデータのタイムコードが４回繰返し記録される。この繰返しにより、ドロップアウトやスチール時のノイズバンドの影響も少なくなる。また、上記の１０〜２１ラインまたは２７３〜２８４ラインの中のいずれの隣接しない２ラインにＶＩＴＣを記録するかは自由であり、ユーザが設定する。
【０００８】
しかしながら、上記のように符号化した高精細ＴＶデータを標準方式のディジタルＶＴＲに記録するとき、上記のように設定されたＶＩＴＣ記録可能領域の各ラインに対しては、符号化データを入力してもＶＩＴＣデータに強制的に置き換えられてしまう可能性があるので、符号化データを記録できない。言い換えれば、フィールド当たり２ラインしか記録しないＶＩＴＣのために１２ラインの記録可能領域が有効に使えないという問題が生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題を解決するために、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録して、それにより再生時にＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから復元することを可能とすることで、記録可能領域を有効に利用できるように図ったチェックデータ挿入方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法は、第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録するに際し、前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化ステップと、垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の所定のラインに配置される、ＶＩＴＣに置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該画像符号化データを基に演算により生成するチェックデータ発生ステップと、前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのラインの領域に前記チェックデータを含む前記画像符号化データを記録する画像データ記録ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の方法は、前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データの再生に際し、前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出ステップと、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップで特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを残りの所定のラインの画像符号化データと前記チェックデータとから演算により復元する消失データ復元ステップと、出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去ステップとを有することを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明の方法は、他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、更に他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明のＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入装置は、第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録する記録側は、前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化手段と、垂直ブランキング２１ライン内の垂直同期９ラインを除いた残りの１２ライン内の１０ラインに配置される、ＶＩＴＣに置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該１０ラインの画像符号化データを基に演算式を用いて生成するチェックデータ発生手段と、前記チェックデータ発生手段により発生した前記チェックデータを前記１２ライン内の任意の２ラインに配置し、残りの１０ラインに前記画像符号化データを配置して記録する画像データ記録手段とを有し、前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データを再生する再生側は、前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の前記１２ライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出手段と、前記チェックデータを含む前記１２ラインの内の各１列のそれぞれのデータ１２個を誤り訂正のための単位として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段で特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを別の演算式を用いて復元する消失データ復元手段と、出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の装置は、他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とすることができる。
【００１６】
また、本発明の装置は、更に他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（本発明の原理）
本発明の実施の形態の説明を簡潔にするためと、本発明の理解を容易にするために、本発明の実施の形態を詳細に説明するに先立ち、まず本発明の原理について説明する。
【００１８】
本発明は、誤り訂正の原理に基づくものであり、以下にリードソロモン符号の場合を例として説明する。
【００１９】
各フィールドの前述の１２ラインの各ラインは、ＮＴＳＣ方式の場合には７６８画素のデータから構成されている。この７６８画素の中の１画素のデータ（１バイト）をライン方向から見た１２バイトのデータを誤り訂正処理系の１つの単位とする。これを図４を用いて説明する。ＶＩＴＣに置き換えられるかも知れない連続した１２ラインのそれぞれのラインをＬ１〜Ｌ１２とし、それぞれのライン上を左から順に連続するバイト列Ｂ１〜Ｂｎ（ＮＴＳＣの場合、ｎ＝７６８）が並んでいるとき、Ｌ１のＢ１とＬ２のＢ１とＬ３のＢ１と、…、Ｌ１０のＢ１とから生成したチェックデータをＬ１１のＣ１とＬ１２のＣ１とし、Ｌ１１のＣ１をＬ１１のＢ１の列の位置（図４では、Ｃ１１と表示）に、Ｌ１２のＣ１をＬ１２のＢ１の列の位置（図４では、Ｃ２１と表示）に配置する。これらの同一の列に並んだ１２バイトのデータを誤り訂正処理系の１つの単位とする（図４では、Ｌ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎ、…Ｌ１０ｎ、Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎがその１つの単位に相当する。但し、ｎ＝１〜７６８）。
【００２０】
上記のＬ１１のＣ１とＬ１２のＣ１の生成方法は以下に示す通りである。また以下の処理をＬ１からＬ１２の全てのライン上の画素に対して行う。１２バイトのデータのうち、１０バイトが画像符号化データであり、残りの２バイトがチェックデータである。
【００２１】
１０バイト画像符号化データをβ9 、β8 、…、β0 と表し、２バイトのチェックデータをＫ1 、Ｋ0 と表すこととする。リードソロモン符号の場合は、次に示す（１）式、（２）式によりチェックデータを生成する。
【００２２】
【数１】
β9 ＋β8 ＋…＋β0 ＋Ｋ1 ＋Ｋ0 ＝０ （１）
α12β9 ＋α11β8 ＋…＋α3 β0 ＋α2 Ｋ1 ＋αＫ0 ＝０ （２）
上記（１）式、（２）式における加算は、排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）演算である。また、αのべき乗は１バイト（８ビット）で表される定数とする。α0 からα254 までの２５５種が存在する。αの指数が２５５以上のときはα(255+X) ＝αX となる。α0 からα7 までは、次のように定められる。α0 ＝１、α1 ＝２、α2 ＝４、α3 ＝８、α4 ＝１６、α5 ＝３２、α6 ＝６４およびα7 ＝１２８である。すなわち、８ビット中のいずれか１ビットだけが１、他の７ビットはゼロという数字である。
【００２３】
α8 以上はα0 からα7 までの数の幾つかの和として表される。
【００２４】
まず、α8 は、例えば、
【００２５】
【数２】
α8 ＝α4 ＋α3 ＋α2 ＋α0 （３）
のように定義される。（３）式は原始多項式と呼ばれ、（３）式の他にも幾つかの式が実用されている。（３）式が定義されると、α9 以降は全て計算により求めることができる。例えば、α9 は、
【００２６】
【数３】
α9 ＝α8 ・α1 ＝α5 ＋α4 ＋α3 ＋α1 ＝５８ （４）
となる。このように計算した具体例を表１に示す。
【００２７】
（２）式におけるような、αのべき乗と符号化データまたはチェックデータとの積は、そのデータをαのべき乗の形に変換して演算できる。例えば、β9 ＝２９＝α8 であるとすれば、α12β9 ＝α12・α8 ＝α20＝１８０となる。これら指数と実数の間の変換は、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を使って例えばテーブルルックアップ方式で行うことができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、チェックデータ生成系の１つの単位を垂直ブランキング期間の１２バイトとしたが、その範囲をライン方向に１２バイト以上に拡大しても差し支えない。
【００２９】
チェックデータＫ1 、Ｋ0 は上記（１）、（２）式から生成される。その求め方を次に示す。
【００３０】
まず、α×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００３１】
【数４】
（α＋α12）β9 ＋（α＋α11）β8 ＋（α＋α10）β7
＋（α＋α9 ）β6 ＋（α＋α8 ）β5 ＋（α＋α7 ）β4
＋（α＋α6 ）β3 ＋（α＋α5 ）β2 ＋（α＋α4 ）β1
＋（α＋α3 ）β0 ＋（α＋α2 ）Ｋ1 ＝０ （５）
（５）式において、Ｋ0 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるから、ゼロになっている。
【００３２】
（５）式の両辺に（α＋α2 ）Ｋ1 を加え、（α＋α2 ）で除算すると、次のようになる。
【００３３】
【数５】
また、α2 ×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００３４】
【数６】
（α2 ＋α12）β9 ＋（α2 ＋α11）β8 ＋（α2 ＋α10）β7
＋（α2 ＋α9 ）β6 ＋（α2 ＋α8 ）β5 ＋（α2 ＋α7 ）β4
＋（α2 ＋α6 ）β3 ＋（α2 ＋α5 ）β2 ＋（α2 ＋α4 ）β1
＋（α2 ＋α3 ）β0 ＋（α2 ＋α）Ｋ0 ＝０ （７）
（７）式において、Ｋ1 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるから、ゼロになっている。（７）式の両辺に（α2 ＋α）Ｋ0 を加え、（α2 ＋α）で除算すると、次のようになる。
【００３５】
【数７】
Ｋ0 ＝｛（１＋α10）／（１＋α254 ）｝β9
＋｛（１＋α9 ）／（１＋α254 ）｝β8
＋｛（１＋α8 ）／（１＋α254 ）｝β7
＋｛（１＋α7 ）／（１＋α254 ）｝β6
＋｛（１＋α6 ）／（１＋α254 ）｝β5
＋｛（１＋α5 ）／（１＋α254 ）｝β4
＋｛（１＋α4 ）／（１＋α254 ）｝β3
＋｛（１＋α3 ）／（１＋α254 ）｝β2
＋｛（１＋α2 ）／（１＋α254 ）｝β1
＋｛（１＋α ）／（１＋α254 ）｝β0 （８）
（６）式および（８）式に用いられる（１＋α）から（１＋α254 ）までの値を計算した結果を表２に示す。チェックデータＫ1 、Ｋ0 は（６）式と（８）式により求められる。
【００３６】
再生時において、次の３つの条件を利用してＶＩＴＣ挿入位置を検出できる。
【００３７】
(i) ２バイトの消失データはＶＩＴＣに置き換えられているので、同じ値になっている。
【００３８】
(ii) ＶＩＴＣの挿入位置はユーザが設定するので、１本の番組の中でその位置が変化することはない。すなわち、少なくとも直前のフレームとは同じ位置である。
【００３９】
(iii) 同一ラインの７６８画素について挿入位置は全て同じである。
【００４０】
以上の３種の条件からＶＩＴＣの挿入位置を検出する。この時の誤差判定確率を計算してみると以下のようになる。
【００４１】
まず、同一フィールド内のＶＩＴＣに置き換えられていない２バイトのデータが同一である確率は、２-16 ×10Ｃ2 である。この様なデータが直前のフレームと同じ位置にある確率は（10Ｃ2 ）-1である。以上の２つの事象の同時発生確率は２-16 である。さらに７６８画素すべてについての同時発生確率、すなわち誤判定確率は（２-16 ）768 ＜１０-3686 であり、全く問題にならない値である。
【００４２】
次に、再生時における消失データの復元方法について説明する。上述のチェックデータ１２バイトの再生データの中のＶＩＴＣに強制的に置き換えられた消失データが１２バイトに含まれている。この消失データの位置は、上記の方法によりすでに特定されている。このとき、（１）式、（２）式において消失データを未知数として連立方程式を解けば、消失データを復元することができる。
【００４３】
例えば、β8 とβ6 が消失データであるときは、α9 ×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００４４】
【数８】
（α9 ＋α12）β9 ＋（α9 ＋α11）β8 ＋（α9 ＋α10）β7
＋（α9 ＋α8 ）β5 ＋（α9 ＋α7 ）β4 ＋（α9 ＋α6 ）β3
＋（α9 ＋α5 ）β2 ＋（α9 ＋α4 ）β1 ＋（α9 ＋α3 ）β0
＋（α9 ＋α2 ）Ｋ1 ＋（α9 ＋α）Ｋ0 ＝０ （９）
（９）式において、β6 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるからゼロとなっている。（９）式の両辺に（α9 ＋α11）β8 を加え、（α9 ＋α11）で除算すると次のようになる。
【００４５】
【数９】
β8 ＝｛（１＋α3 ）／（１＋α2 ）｝β9
＋｛（１＋α）／（１＋α2 ）｝β7
＋｛（１＋α254 ）／（１＋α2 ）｝β5
＋｛（１＋α253 ）／（１＋α2 ）｝β4
＋｛（１＋α252 ）／（１＋α2 ）｝β3
＋｛（１＋α251 ）／（１＋α2 ）｝β2
＋｛（１＋α250 ）／（１＋α2 ）｝β1
＋｛（１＋α249 ）／（１＋α2 ）｝β0
＋｛（１＋α248 ）／（１＋α2 ）｝Ｋ1
＋｛（１＋α247 ）／（１＋α2 ）｝Ｋ0 （１０）
また、α11×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００４６】
【数１０】
（α11＋α12）β9 ＋（α11＋α10）β7 ＋（α11＋α9 ）β6
＋（α11＋α8 ）β5 ＋（α11＋α7 ）β4 ＋（α11＋α6 ）β3
＋（α11＋α5 ）β2 ＋（α11＋α4 ）β1 ＋（α11＋α3 ）β0
＋（α11＋α2 ）Ｋ1 ＋（α11＋α）Ｋ0 ＝０ （１１）
（１１）式の両辺に（α11＋α9 ）β6 を加え、（α11＋α9 ）で除算すると次のようになる。
【００４７】
【数１１】
β6 ＝｛（１＋α）／（１＋α253 ）｝β9
＋｛（１＋α254 ）／（１＋α253 ）｝β7
＋｛（１＋α252 ）／（１＋α253 ）｝β5
＋｛（１＋α251 ）／（１＋α253 ）｝β4
＋｛（１＋α250 ）／（１＋α253 ）｝β3
＋｛（１＋α249 ）／（１＋α253 ）｝β2
＋｛（１＋α248 ）／（１＋α253 ）｝β1
＋｛（１＋α247 ）／（１＋α253 ）｝β0
＋｛（１＋α246 ）／（１＋α253 ）｝Ｋ1
＋｛（１＋α245 ）／（１＋α253 ）｝Ｋ0 （１２）
（１０）式および（１２）式に用いられる（１＋α）から（１＋α254 ）までの値を計算した結果を表２に示す。消失データβ8 とβ6 は（１０）、（１２）式により求められる。
【００４８】
以上が、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録し、ＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから再生時に復元することを可能にした本発明の原理の内容である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
（実施の形態例）
次に、図面を参照して、上記の本発明の原理に基づく本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。ここでは画像符号化データをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲに記録する場合を例に挙げて述べることとする。
【００５２】
図１は本発明の一実施形態の記録側の構成例を示し、図２はその再生側の構成例を示す。
【００５３】
（Ａ）記録側の構成と動作
記録側の装置は、図１に示すように、画像符号化装置４と、バッファメモリ５と、ライトアドレス・リードアドレス発生器６と、チェックデータ発生器７と、遅延回路８と、マルチプレクサ９等とからなる。
【００５４】
画像符号化装置４の入力端子１に、第２のテレビジョン方式（例えば、ハイビジョン等の高精細ＴＶ方式）に合致した輝度信号（Ｙ）データを供給する。画像符号化装置４の入力端子２にその色差信号（Ｃｂ）を、またその入力端子３にその色差信号（Ｃｒ）を供給する。画像符号化装置４は、その中に、走査変換器、２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）変換器、量子化器、可変長符号化器、符号量制御器、マルチプレクサなどを含むものとする。また、画像符号化装置４の出力は８ビットを単位として切り出された固定長符号および可変長符号とする。また、そのデータレートの平均値は後述の第１のテレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）のデータを記録できるディジタルＶＴＲの記録データレートに等しくなるように、符号量制御を画像符号化装置４は行うものとする。
【００５５】
画像符号化装置４の出力をバッファメモリ５に入力する。このバッファメモリ５のライトタイミングおよびリードタイミングは、ライトアドレス・リードアドレス発生器６により発生したライトアドレスとリードアドレスにより決められる。バッファメモリ５の出力データの存在領域はＮＴＳＣのフォーマットに合致させる。ラインを単位とする有効データの存在領域が例えば図３に示す形となるように、バッファメモリ５のリードアドレスを設定する。
【００５６】
ＮＴＳＣ方式のＤ−２ＶＴＲまたはＤ−３ＶＴＲではフィールド当たり記録できるライン数が２５５ラインであり、図３に示すように、９ラインから２６３ラインまで、および２７１ラインから０ラインまでが記録できる有効領域となっている。また、図３に示すように、２０ラインと２１ライン、および２８３ラインと２８４ラインの領域はバッファメモリ５の出力を出さないようにする。これら２０ライン等の領域には、チェックデータＫ1 、Ｋ0 が前述したように、（６）式、（８）式に従って演算されて挿入される。
【００５７】
バッファメモリ５の出力は遅延回路８とチェックデータ発生器７に送られる。遅延回路８はチェックデータ発生器７においてチェックデータの発生に要した時間だけチェックデータ以外のデータを遅延させて、図３に示す位置（２０ラインと２１ライン、および２８３ラインと２８４ライン）にチェックデータを挿入できるようにするための回路である。チェックデータ発生器７は入力データを基に（６）式、（８）式に従ってチェックデータＫ1 、Ｋ0 を演算する。
【００５８】
チェックデータ発生器７と遅延回路８の出力をマルチプレクサ９に加えて多重し、出力端子１０に出力を得る。端子１０に得られたデータをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲ（図示しない）に入力し、記録する。ディジタルＶＴＲの内部においてＶＩＴＣが挿入され、入力の代わりに優先的に記録される。
【００５９】
（Ｂ）再生側の構成と動作
次に、再生側の装置例を説明する。再生側の装置は、図２に示すように、デマルチプレクサ１２と、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３と、消失データ復元回路１４と、チェックデータ除去回路１５と、遅延回路１６と、マルチプレクサ１７と、バッファメモリ１８と、ライトアドレス・リードアドレス発生器１９と、画像復号化装置２０等とからなる。
【００６０】
デマルチプレクサ１２の入力端子にディジタルＶＴＲ（図示しない）の再生出力を加える。デマルチプレクサ１２において、１０〜２１ラインおよび２７３〜２８４ラインのＶＩＴＣ記録可能領域のデータと、それ以外の領域のデータとに分離する。ＶＩＴＣ記録可能領域のデータは、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３と消失データ復元回路１４とに送られ、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３においてＶＩＴＣの挿入位置の検出を行う。この検出手法は本発明の原理で前述した通りである。
【００６１】
上記ＶＩＴＣ記録可能領域のデータとＶＩＴＣ挿入位置検出器１３において検出したＶＩＴＣ挿入位置のデータとから、消失データ復元回路１４において消失データ（ＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータ）を演算により復元する。この演算式は、前述の（１０）式と（１２）式である。消失データ復元回路１４において消失データが復元された後はチェックデータＫ1 、Ｋ0 は不要となる。そこで、消失データが復元されたＶＩＴＣ記録可能領域のデータをチェックデータ除去回路１５に送り、この回路１５においてチェックデータを除去する。
【００６２】
ＶＩＴＣ記録可能領域以外の領域のデータは遅延回路１６を通した後、チェックデータ除去回路１５の出力と共にマルチプレクサ１７に入力して多重する。遅延回路１６における遅延時間は、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３、消失データ復元回路１４、チェックデータ除去回路１５における遅延時間と同じ量に設定する。
【００６３】
マルチプレクサ１７の出力における有効データの存在領域は図３に示す形と同じになる。マルチプレクサ１７の出力をバッファメモリ１８に加える。このバッファメモリ１８の出力は記録側のバッファメモリ５の入力と同じく、第２のテレビジョン方式の同期信号に合致したタイミングのデータとなっている。バッファメモリ１８のライトアドレスとリードアドレスは、ライトアドレス・リードアドレス発生器１９から供給される。バッファメモリ１８の出力は画像復号化装置２０に送られる。
【００６４】
画像復号化装置２０は記録側の画像符号化装置４と逆の動作を行う。画像復号化装置２０の中には可変長復号器、デマルチプレクサ、逆量子化器、２次元逆ＤＣＴ変換器、逆走査変換器などを含むものとする。画像復号化装置２０は出力端子２１、２２および２３を有し、端子２１に輝度信号のＹデータ、端子２２に色差信号のＣｂデータ、端子２３に色差信号のＣｒデータを得る。これらの画像データはモニターやプリンタ等の出力装置（図示しない）に出力される。
【００６５】
（Ｃ）変形例
上記の実施形態のように画像符号化データをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲに記録する代わりに、他のテレビジョン方式のもの、例えばＰＡＬ方式のディジタルＶＴＲに記録する場合であっても同様に本発明は適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録し、再生時にＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから復元するようにしているので、ＶＴＲのＶＩＴＣ記録可能領域にも画像符号化データを記録でき、ひいては復号画質を向上させることができるという効果が得られる。
【００６７】
例えば、前述のＮＴＳＣ方式のＶＴＲの場合に、本発明を実施しないときに画像符号化データを記録できるライン数はフィールド当たり２４３ラインであるのに対し、本発明を実施した時には２５３ラインに増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における記録側装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における再生側装置の構成を示すブロック図である。
【図３】チェックデータを多重する前のバッファメモリ出力の有効データが存在する領域を示す波形図である。
【図４】垂直ブランキングのデータの構成と誤り訂正のための処理単位を示すデータ構成図である。
【符号の説明】
４ 画像符号化装置
５、１８ バッファメモリ
６、１９ ライトアドレス・リードアドレス発生器
７ チェックデータ発生器
８、１６ 遅延回路
９、１７ マルチプレクサ
１２ デマルチプレクサ
１３ ＶＩＴＣ挿入位置検出器
１４ 消失データ復元回路
１５ チェックデータ除去回路
２０ 画像復号化装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＩＴＣ(Vertical Interval Time Code：垂直ブランキング期間に挿入されたタイムコード）挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置に関し、特に標準方式のディジタルＶＴＲ（ビデオ・テープレコーダ）に高精細ＴＶ（テレビ）の画像符号化データ（圧縮データ）を記録した場合に、ＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、標準方式のＴＶ画像データを非圧縮で記録するディジタルＶＴＲとして次のような種類のものがある。まず第１に、ＩＴＵ（国際電気通信連合）の勧告ITU-R BT601 に準拠したデータを記録するD-1VTR、D-5VTRがある。第２に、ＮＴＳＣ（National Television System Committe)方式またはＰＡＬ（Phase alternation by line)方式の画像データを記録するD-2VTR、D-3VTRがある。
【０００３】
一方、以上の標準方式の数倍以上のデータレートを有する高精細ＴＶデータを非圧縮で記録するディジタルＶＴＲとして、D-6VTRおよびオープンリールのディジタルＶＴＲがある。
【０００４】
しかし、これらのディジタルＶＴＲはマシンの価格、カセットまたはオープンリールのテープの価格、さらには運用費、保守費などのコストが高く、廉価なディジタルＶＴＲが求められている。そこで、高精細ＴＶデータを画像符号化により圧縮して上記の標準方式ディジタルＶＴＲに記録することが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一部の家庭用ＶＴＲを除く一般のＶＴＲでは、その内部において上記のＶＩＴＣを発生し、垂直ブランキング期間における入力の有無にかかわらず、ＶＩＴＣを優先して記録することになっている。ＶＩＴＣは、周知のように、１Ｈ期間にタイムコード分、６４ビットを８ビット単位に分けて同期ビット（“１”，“０”）を付加し、さらに８ビットのＣＲＣコードを加えた９０ビットで構成したもので、この様な信号を各フィールドの垂直ブランキング期間の隣接しない２Ｈに挿入する。
【０００６】
ＶＩＴＣを記録できる領域は各ＴＶ標準方式によって定められており、例えばＮＴＳＣ方式では、１０〜２１ラインの中の隣接しない任意の２ライン（奇数フィールド）と、２７３〜２８４ライン中の隣接しない任意の２ライン（偶数フィルールド）である。
【０００７】
ＶＩＴＣは時、秒、フレーム番号を表すタイムコードであるから、１フレームの中の４個のラインに記録されているコードは全て同一である。すなわち、フレーム毎に同じデータのタイムコードが４回繰返し記録される。この繰返しにより、ドロップアウトやスチール時のノイズバンドの影響も少なくなる。また、上記の１０〜２１ラインまたは２７３〜２８４ラインの中のいずれの隣接しない２ラインにＶＩＴＣを記録するかは自由であり、ユーザが設定する。
【０００８】
しかしながら、上記のように符号化した高精細ＴＶデータを標準方式のディジタルＶＴＲに記録するとき、上記のように設定されたＶＩＴＣ記録可能領域の各ラインに対しては、符号化データを入力してもＶＩＴＣデータに強制的に置き換えられてしまう可能性があるので、符号化データを記録できない。言い換えれば、フィールド当たり２ラインしか記録しないＶＩＴＣのために１２ラインの記録可能領域が有効に使えないという問題が生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題を解決するために、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録して、それにより再生時にＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから復元することを可能とすることで、記録可能領域を有効に利用できるように図ったチェックデータ挿入方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法は、第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録するに際し、前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化ステップと、垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の所定のラインに配置される、ＶＩＴＣに置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該画像符号化データを基に演算により生成するチェックデータ発生ステップと、前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのラインの領域に前記チェックデータを含む前記画像符号化データを記録する画像データ記録ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の方法は、前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データの再生に際し、前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出ステップと、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップで特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを残りの所定のラインの画像符号化データと前記チェックデータとから演算により復元する消失データ復元ステップと、出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去ステップとを有することを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明の方法は、他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、更に他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明のＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入装置は、第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録する記録側は、前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化手段と、垂直ブランキング２１ライン内の垂直同期９ラインを除いた残りの１２ライン内の１０ラインに配置される、ＶＩＴＣに置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該１０ラインの画像符号化データを基に演算式を用いて生成するチェックデータ発生手段と、前記チェックデータ発生手段により発生した前記チェックデータを前記１２ライン内の任意の２ラインに配置し、残りの１０ラインに前記画像符号化データを配置して記録する画像データ記録手段とを有し、前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データを再生する再生側は、前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の前記１２ライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出手段と、前記チェックデータを含む前記１２ラインの内の各１列のそれぞれのデータ１２個を誤り訂正のための単位として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段で特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを別の演算式を用いて復元する消失データ復元手段と、出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の装置は、他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とすることができる。
【００１６】
また、本発明の装置は、更に他の形態として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（本発明の原理）
本発明の実施の形態の説明を簡潔にするためと、本発明の理解を容易にするために、本発明の実施の形態を詳細に説明するに先立ち、まず本発明の原理について説明する。
【００１８】
本発明は、誤り訂正の原理に基づくものであり、以下にリードソロモン符号の場合を例として説明する。
【００１９】
各フィールドの前述の１２ラインの各ラインは、ＮＴＳＣ方式の場合には７６８画素のデータから構成されている。この７６８画素の中の１画素のデータ（１バイト）をライン方向から見た１２バイトのデータを誤り訂正処理系の１つの単位とする。これを図４を用いて説明する。ＶＩＴＣに置き換えられるかも知れない連続した１２ラインのそれぞれのラインをＬ１〜Ｌ１２とし、それぞれのライン上を左から順に連続するバイト列Ｂ１〜Ｂｎ（ＮＴＳＣの場合、ｎ＝７６８）が並んでいるとき、Ｌ１のＢ１とＬ２のＢ１とＬ３のＢ１と、…、Ｌ１０のＢ１とから生成したチェックデータをＬ１１のＣ１とＬ１２のＣ１とし、Ｌ１１のＣ１をＬ１１のＢ１の列の位置（図４では、Ｃ１１と表示）に、Ｌ１２のＣ１をＬ１２のＢ１の列の位置（図４では、Ｃ２１と表示）に配置する。これらの同一の列に並んだ１２バイトのデータを誤り訂正処理系の１つの単位とする（図４では、Ｌ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎ、…Ｌ１０ｎ、Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎがその１つの単位に相当する。但し、ｎ＝１〜７６８）。
【００２０】
上記のＬ１１のＣ１とＬ１２のＣ１の生成方法は以下に示す通りである。また以下の処理をＬ１からＬ１２の全てのライン上の画素に対して行う。１２バイトのデータのうち、１０バイトが画像符号化データであり、残りの２バイトがチェックデータである。
【００２１】
１０バイト画像符号化データをβ9 、β8 、…、β0 と表し、２バイトのチェックデータをＫ1 、Ｋ0 と表すこととする。リードソロモン符号の場合は、次に示す（１）式、（２）式によりチェックデータを生成する。
【００２２】
【数１】
β9 ＋β8 ＋…＋β0 ＋Ｋ1 ＋Ｋ0 ＝０ （１）
α12β9 ＋α11β8 ＋…＋α3 β0 ＋α2 Ｋ1 ＋αＫ0 ＝０ （２）
上記（１）式、（２）式における加算は、排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）演算である。また、αのべき乗は１バイト（８ビット）で表される定数とする。α0 からα254 までの２５５種が存在する。αの指数が２５５以上のときはα(255+X) ＝αX となる。α0 からα7 までは、次のように定められる。α0 ＝１、α1 ＝２、α2 ＝４、α3 ＝８、α4 ＝１６、α5 ＝３２、α6 ＝６４およびα7 ＝１２８である。すなわち、８ビット中のいずれか１ビットだけが１、他の７ビットはゼロという数字である。
【００２３】
α8 以上はα0 からα7 までの数の幾つかの和として表される。
【００２４】
まず、α8 は、例えば、
【００２５】
【数２】
α8 ＝α4 ＋α3 ＋α2 ＋α0 （３）
のように定義される。（３）式は原始多項式と呼ばれ、（３）式の他にも幾つかの式が実用されている。（３）式が定義されると、α9 以降は全て計算により求めることができる。例えば、α9 は、
【００２６】
【数３】
α9 ＝α8 ・α1 ＝α5 ＋α4 ＋α3 ＋α1 ＝５８ （４）
となる。このように計算した具体例を表１に示す。
【００２７】
（２）式におけるような、αのべき乗と符号化データまたはチェックデータとの積は、そのデータをαのべき乗の形に変換して演算できる。例えば、β9 ＝２９＝α8 であるとすれば、α12β9 ＝α12・α8 ＝α20＝１８０となる。これら指数と実数の間の変換は、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を使って例えばテーブルルックアップ方式で行うことができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、チェックデータ生成系の１つの単位を垂直ブランキング期間の１２バイトとしたが、その範囲をライン方向に１２バイト以上に拡大しても差し支えない。
【００２９】
チェックデータＫ1 、Ｋ0 は上記（１）、（２）式から生成される。その求め方を次に示す。
【００３０】
まず、α×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００３１】
【数４】
（α＋α12）β9 ＋（α＋α11）β8 ＋（α＋α10）β7
＋（α＋α9 ）β6 ＋（α＋α8 ）β5 ＋（α＋α7 ）β4
＋（α＋α6 ）β3 ＋（α＋α5 ）β2 ＋（α＋α4 ）β1
＋（α＋α3 ）β0 ＋（α＋α2 ）Ｋ1 ＝０ （５）
（５）式において、Ｋ0 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるから、ゼロになっている。
【００３２】
（５）式の両辺に（α＋α2 ）Ｋ1 を加え、（α＋α2 ）で除算すると、次のようになる。
【００３３】
【数５】
【００３４】
【数６】
（α2 ＋α12）β9 ＋（α2 ＋α11）β8 ＋（α2 ＋α10）β7
＋（α2 ＋α9 ）β6 ＋（α2 ＋α8 ）β5 ＋（α2 ＋α7 ）β4
＋（α2 ＋α6 ）β3 ＋（α2 ＋α5 ）β2 ＋（α2 ＋α4 ）β1
＋（α2 ＋α3 ）β0 ＋（α2 ＋α）Ｋ0 ＝０ （７）
（７）式において、Ｋ1 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるから、ゼロになっている。（７）式の両辺に（α2 ＋α）Ｋ0 を加え、（α2 ＋α）で除算すると、次のようになる。
【００３５】
【数７】
Ｋ0 ＝｛（１＋α10）／（１＋α254 ）｝β9
＋｛（１＋α9 ）／（１＋α254 ）｝β8
＋｛（１＋α8 ）／（１＋α254 ）｝β7
＋｛（１＋α7 ）／（１＋α254 ）｝β6
＋｛（１＋α6 ）／（１＋α254 ）｝β5
＋｛（１＋α5 ）／（１＋α254 ）｝β4
＋｛（１＋α4 ）／（１＋α254 ）｝β3
＋｛（１＋α3 ）／（１＋α254 ）｝β2
＋｛（１＋α2 ）／（１＋α254 ）｝β1
＋｛（１＋α ）／（１＋α254 ）｝β0 （８）
（６）式および（８）式に用いられる（１＋α）から（１＋α254 ）までの値を計算した結果を表２に示す。チェックデータＫ1 、Ｋ0 は（６）式と（８）式により求められる。
【００３６】
再生時において、次の３つの条件を利用してＶＩＴＣ挿入位置を検出できる。
【００３７】
(i) ２バイトの消失データはＶＩＴＣに置き換えられているので、同じ値になっている。
【００３８】
(ii) ＶＩＴＣの挿入位置はユーザが設定するので、１本の番組の中でその位置が変化することはない。すなわち、少なくとも直前のフレームとは同じ位置である。
【００３９】
(iii) 同一ラインの７６８画素について挿入位置は全て同じである。
【００４０】
以上の３種の条件からＶＩＴＣの挿入位置を検出する。この時の誤差判定確率を計算してみると以下のようになる。
【００４１】
まず、同一フィールド内のＶＩＴＣに置き換えられていない２バイトのデータが同一である確率は、２-16 ×10Ｃ2 である。この様なデータが直前のフレームと同じ位置にある確率は（10Ｃ2 ）-1である。以上の２つの事象の同時発生確率は２-16 である。さらに７６８画素すべてについての同時発生確率、すなわち誤判定確率は（２-16 ）768 ＜１０-3686 であり、全く問題にならない値である。
【００４２】
次に、再生時における消失データの復元方法について説明する。上述のチェックデータ１２バイトの再生データの中のＶＩＴＣに強制的に置き換えられた消失データが１２バイトに含まれている。この消失データの位置は、上記の方法によりすでに特定されている。このとき、（１）式、（２）式において消失データを未知数として連立方程式を解けば、消失データを復元することができる。
【００４３】
例えば、β8 とβ6 が消失データであるときは、α9 ×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００４４】
【数８】
（α9 ＋α12）β9 ＋（α9 ＋α11）β8 ＋（α9 ＋α10）β7
＋（α9 ＋α8 ）β5 ＋（α9 ＋α7 ）β4 ＋（α9 ＋α6 ）β3
＋（α9 ＋α5 ）β2 ＋（α9 ＋α4 ）β1 ＋（α9 ＋α3 ）β0
＋（α9 ＋α2 ）Ｋ1 ＋（α9 ＋α）Ｋ0 ＝０ （９）
（９）式において、β6 の項は同じ数の和（排他的論理和）であるからゼロとなっている。（９）式の両辺に（α9 ＋α11）β8 を加え、（α9 ＋α11）で除算すると次のようになる。
【００４５】
【数９】
β8 ＝｛（１＋α3 ）／（１＋α2 ）｝β9
＋｛（１＋α）／（１＋α2 ）｝β7
＋｛（１＋α254 ）／（１＋α2 ）｝β5
＋｛（１＋α253 ）／（１＋α2 ）｝β4
＋｛（１＋α252 ）／（１＋α2 ）｝β3
＋｛（１＋α251 ）／（１＋α2 ）｝β2
＋｛（１＋α250 ）／（１＋α2 ）｝β1
＋｛（１＋α249 ）／（１＋α2 ）｝β0
＋｛（１＋α248 ）／（１＋α2 ）｝Ｋ1
＋｛（１＋α247 ）／（１＋α2 ）｝Ｋ0 （１０）
また、α11×（１）式＋（２）式を演算すると次のようになる。
【００４６】
【数１０】
（α11＋α12）β9 ＋（α11＋α10）β7 ＋（α11＋α9 ）β6
＋（α11＋α8 ）β5 ＋（α11＋α7 ）β4 ＋（α11＋α6 ）β3
＋（α11＋α5 ）β2 ＋（α11＋α4 ）β1 ＋（α11＋α3 ）β0
＋（α11＋α2 ）Ｋ1 ＋（α11＋α）Ｋ0 ＝０ （１１）
（１１）式の両辺に（α11＋α9 ）β6 を加え、（α11＋α9 ）で除算すると次のようになる。
【００４７】
【数１１】
β6 ＝｛（１＋α）／（１＋α253 ）｝β9
＋｛（１＋α254 ）／（１＋α253 ）｝β7
＋｛（１＋α252 ）／（１＋α253 ）｝β5
＋｛（１＋α251 ）／（１＋α253 ）｝β4
＋｛（１＋α250 ）／（１＋α253 ）｝β3
＋｛（１＋α249 ）／（１＋α253 ）｝β2
＋｛（１＋α248 ）／（１＋α253 ）｝β1
＋｛（１＋α247 ）／（１＋α253 ）｝β0
＋｛（１＋α246 ）／（１＋α253 ）｝Ｋ1
＋｛（１＋α245 ）／（１＋α253 ）｝Ｋ0 （１２）
（１０）式および（１２）式に用いられる（１＋α）から（１＋α254 ）までの値を計算した結果を表２に示す。消失データβ8 とβ6 は（１０）、（１２）式により求められる。
【００４８】
以上が、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録し、ＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから再生時に復元することを可能にした本発明の原理の内容である。
【００４９】
【表１】
【表２】
（実施の形態例）
次に、図面を参照して、上記の本発明の原理に基づく本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。ここでは画像符号化データをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲに記録する場合を例に挙げて述べることとする。
【００５２】
図１は本発明の一実施形態の記録側の構成例を示し、図２はその再生側の構成例を示す。
【００５３】
（Ａ）記録側の構成と動作
記録側の装置は、図１に示すように、画像符号化装置４と、バッファメモリ５と、ライトアドレス・リードアドレス発生器６と、チェックデータ発生器７と、遅延回路８と、マルチプレクサ９等とからなる。
【００５４】
画像符号化装置４の入力端子１に、第２のテレビジョン方式（例えば、ハイビジョン等の高精細ＴＶ方式）に合致した輝度信号（Ｙ）データを供給する。画像符号化装置４の入力端子２にその色差信号（Ｃｂ）を、またその入力端子３にその色差信号（Ｃｒ）を供給する。画像符号化装置４は、その中に、走査変換器、２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）変換器、量子化器、可変長符号化器、符号量制御器、マルチプレクサなどを含むものとする。また、画像符号化装置４の出力は８ビットを単位として切り出された固定長符号および可変長符号とする。また、そのデータレートの平均値は後述の第１のテレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）のデータを記録できるディジタルＶＴＲの記録データレートに等しくなるように、符号量制御を画像符号化装置４は行うものとする。
【００５５】
画像符号化装置４の出力をバッファメモリ５に入力する。このバッファメモリ５のライトタイミングおよびリードタイミングは、ライトアドレス・リードアドレス発生器６により発生したライトアドレスとリードアドレスにより決められる。バッファメモリ５の出力データの存在領域はＮＴＳＣのフォーマットに合致させる。ラインを単位とする有効データの存在領域が例えば図３に示す形となるように、バッファメモリ５のリードアドレスを設定する。
【００５６】
ＮＴＳＣ方式のＤ−２ＶＴＲまたはＤ−３ＶＴＲではフィールド当たり記録できるライン数が２５５ラインであり、図３に示すように、９ラインから２６３ラインまで、および２７１ラインから０ラインまでが記録できる有効領域となっている。また、図３に示すように、２０ラインと２１ライン、および２８３ラインと２８４ラインの領域はバッファメモリ５の出力を出さないようにする。これら２０ライン等の領域には、チェックデータＫ1 、Ｋ0 が前述したように、（６）式、（８）式に従って演算されて挿入される。
【００５７】
バッファメモリ５の出力は遅延回路８とチェックデータ発生器７に送られる。遅延回路８はチェックデータ発生器７においてチェックデータの発生に要した時間だけチェックデータ以外のデータを遅延させて、図３に示す位置（２０ラインと２１ライン、および２８３ラインと２８４ライン）にチェックデータを挿入できるようにするための回路である。チェックデータ発生器７は入力データを基に（６）式、（８）式に従ってチェックデータＫ1 、Ｋ0 を演算する。
【００５８】
チェックデータ発生器７と遅延回路８の出力をマルチプレクサ９に加えて多重し、出力端子１０に出力を得る。端子１０に得られたデータをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲ（図示しない）に入力し、記録する。ディジタルＶＴＲの内部においてＶＩＴＣが挿入され、入力の代わりに優先的に記録される。
【００５９】
（Ｂ）再生側の構成と動作
次に、再生側の装置例を説明する。再生側の装置は、図２に示すように、デマルチプレクサ１２と、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３と、消失データ復元回路１４と、チェックデータ除去回路１５と、遅延回路１６と、マルチプレクサ１７と、バッファメモリ１８と、ライトアドレス・リードアドレス発生器１９と、画像復号化装置２０等とからなる。
【００６０】
デマルチプレクサ１２の入力端子にディジタルＶＴＲ（図示しない）の再生出力を加える。デマルチプレクサ１２において、１０〜２１ラインおよび２７３〜２８４ラインのＶＩＴＣ記録可能領域のデータと、それ以外の領域のデータとに分離する。ＶＩＴＣ記録可能領域のデータは、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３と消失データ復元回路１４とに送られ、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３においてＶＩＴＣの挿入位置の検出を行う。この検出手法は本発明の原理で前述した通りである。
【００６１】
上記ＶＩＴＣ記録可能領域のデータとＶＩＴＣ挿入位置検出器１３において検出したＶＩＴＣ挿入位置のデータとから、消失データ復元回路１４において消失データ（ＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータ）を演算により復元する。この演算式は、前述の（１０）式と（１２）式である。消失データ復元回路１４において消失データが復元された後はチェックデータＫ1 、Ｋ0 は不要となる。そこで、消失データが復元されたＶＩＴＣ記録可能領域のデータをチェックデータ除去回路１５に送り、この回路１５においてチェックデータを除去する。
【００６２】
ＶＩＴＣ記録可能領域以外の領域のデータは遅延回路１６を通した後、チェックデータ除去回路１５の出力と共にマルチプレクサ１７に入力して多重する。遅延回路１６における遅延時間は、ＶＩＴＣ挿入位置検出器１３、消失データ復元回路１４、チェックデータ除去回路１５における遅延時間と同じ量に設定する。
【００６３】
マルチプレクサ１７の出力における有効データの存在領域は図３に示す形と同じになる。マルチプレクサ１７の出力をバッファメモリ１８に加える。このバッファメモリ１８の出力は記録側のバッファメモリ５の入力と同じく、第２のテレビジョン方式の同期信号に合致したタイミングのデータとなっている。バッファメモリ１８のライトアドレスとリードアドレスは、ライトアドレス・リードアドレス発生器１９から供給される。バッファメモリ１８の出力は画像復号化装置２０に送られる。
【００６４】
画像復号化装置２０は記録側の画像符号化装置４と逆の動作を行う。画像復号化装置２０の中には可変長復号器、デマルチプレクサ、逆量子化器、２次元逆ＤＣＴ変換器、逆走査変換器などを含むものとする。画像復号化装置２０は出力端子２１、２２および２３を有し、端子２１に輝度信号のＹデータ、端子２２に色差信号のＣｂデータ、端子２３に色差信号のＣｒデータを得る。これらの画像データはモニターやプリンタ等の出力装置（図示しない）に出力される。
【００６５】
（Ｃ）変形例
上記の実施形態のように画像符号化データをＮＴＳＣ方式のディジタルＶＴＲに記録する代わりに、他のテレビジョン方式のもの、例えばＰＡＬ方式のディジタルＶＴＲに記録する場合であっても同様に本発明は適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ＶＩＴＣデータにより置き換えられてしまうかもしれないフィールド当たり１２ラインの領域にチェックコードを含む画像符号化データを記録し、再生時にＶＩＴＣに置き換えられて消失した２ラインのデータを残りの１０ラインのデータから復元するようにしているので、ＶＴＲのＶＩＴＣ記録可能領域にも画像符号化データを記録でき、ひいては復号画質を向上させることができるという効果が得られる。
【００６７】
例えば、前述のＮＴＳＣ方式のＶＴＲの場合に、本発明を実施しないときに画像符号化データを記録できるライン数はフィールド当たり２４３ラインであるのに対し、本発明を実施した時には２５３ラインに増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における記録側装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における再生側装置の構成を示すブロック図である。
【図３】チェックデータを多重する前のバッファメモリ出力の有効データが存在する領域を示す波形図である。
【図４】垂直ブランキングのデータの構成と誤り訂正のための処理単位を示すデータ構成図である。
【符号の説明】
４ 画像符号化装置
５、１８ バッファメモリ
６、１９ ライトアドレス・リードアドレス発生器
７ チェックデータ発生器
８、１６ 遅延回路
９、１７ マルチプレクサ
１２ デマルチプレクサ
１３ ＶＩＴＣ挿入位置検出器
１４ 消失データ復元回路
１５ チェックデータ除去回路
２０ 画像復号化装置
Claims (7)
- 第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録するに際し、
前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化ステップと、
垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の所定のラインに配置される、ＶＩＴＣ（垂直ブランキング期間に挿入されたタイムコード）に置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該画像符号化データを基に演算により生成するチェックデータ発生ステップと、
前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのラインの領域に前記チェックデータを含む前記画像符号化データを記録する画像データ記録ステップと
を有することを特徴とするＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法。 - 請求項１において、前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データの再生に際し、
前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の垂直同期ラインを除いた残りのライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出ステップと、
前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップで特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを残りの所定のラインの画像符号化データと前記チェックデータとから演算により復元する消失データ復元ステップと、
出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去ステップと
を有することを特徴とするチェックデータ挿入方法。 - 請求項２において、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とするチェックデータ挿入方法。
- 請求項２または３のいずれかにおいて、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出ステップでは、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とするチェックデータ挿入方法。
- 第１のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録することが可能なディジタル・テープレコーダに、第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化して記録する記録側は、
前記第２のテレビジョン方式の画像信号を符号化する画像符号化手段と、
垂直ブランキング２１ライン内の垂直同期９ラインを除いた残りの１２ライン内の１０ラインに配置される、ＶＩＴＣに置き換えられるかもしれない画像符号化データの誤り訂正のためのチェックデータを、当該１０ラインの画像符号化データを基に演算式を用いて生成するチェックデータ発生手段と、
前記チェックデータ発生手段により発生した前記チェックデータを前記１２ライン内の任意の２ラインに配置し、残りの１０ラインに前記画像符号化データを配置して記録する画像データ記録手段とを有し、
前記ディジタル・テープレコーダに記録された前記画像符号化データを再生する再生側は、
前記ＶＩＴＣが前記垂直ブランキング内の前記１２ライン内の２ラインに同一データが記録されることを利用して、該ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定するＶＩＴＣ挿入位置検出手段と、
前記チェックデータを含む前記１２ラインの内の各１列のそれぞれのデータ１２個を誤り訂正のための単位として、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段で特定したラインを基に、前記ＶＩＴＣに置き換えられて消失した画像符号化データを別の演算式を用いて復元する消失データ復元手段と、
出力画像データから前記チェックデータを除去するチェックデータ除去手段とを有することを特徴とするＶＩＴＣ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入装置。 - 請求項５において、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、前記ＶＩＴＣに書き替えられたラインの特定を、少くとも直前のフレームのラインと比較することによって行うことを特徴とするチェックデータ挿入装置。
- 請求項５または６のいずれかにおいて、前記ＶＩＴＣ挿入位置検出手段は、ＶＩＴＣの挿入位置が同一ラインの水平方向の位置について同一であることを利用して、前記ＶＩＴＣに書き換ったラインを特定することを特徴とするチェックデータ挿入装置。
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| JP33967895A JP3723262B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Ｖｉｔｃ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置 |
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| JP33967895A JP3723262B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Ｖｉｔｃ挿入により消失した画像符号化データを復元するためのチェックデータ挿入方法および装置 |
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| JP (1) | JP3723262B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP33967895A patent/JP3723262B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09182108A (ja) | 1997-07-11 |
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