JP3833285B2 - 画像データ記録装置および方法ならびに画像データ再生装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
この発明はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダ（ＤＶＴＲ）のような画像データ記録装置，ディジタル画像データの記録方法，ならびにディジタル画像データの再生装置および方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダ（ＤＶＴＲ）は，ＣＣＤのような固体電子撮像素子を用いて被写体を撮像し，撮像により得られた被写体像を表わす映像信号をディジタル画像データに変換して磁気テープに記録するものである。ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部に用いられるＣＣＤは水平方向720 画素×垂直方向480 画素＝約35万画素のものが一般的である。ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては２フィールドで１フレームを構成しフレーム画像を記録するフレーム記録と，１フィールドごとのフィールド画像を記録するフィールド記録とが可能である。フレーム記録の場合は所定のシャッタ速度で１／30秒の周期で連続的に撮影が行なわれ，フィールド記録の場合は所定のシャッタ速度で１／60秒の周期で連続的に撮影が行なわれる。フレーム記録およびフィールド記録のいずれにおいても１フレーム分の画像データは１／30秒の時間をかけて，かつ10トラックの記録領域を用いて磁気テープに記録される。
【０００３】
このようにディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては，35万画素のＣＣＤを用いて被写体を撮影して得られるディジタル画像データのうち１フレーム分の画像データを１／30秒かけて10トラックに記録するのが一般的であり，この記録方式が業界における標準的な規格となっている（たとえば，NIKKEI ELECTRONICS BOOKS「データ圧縮とディジタル変調」第137 頁〜第152 頁，日経ＢＰ社，1993年を参照）。
【０００４】
一方，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部における画質は，ＣＣＤの画素数に依存し，ＣＣＤの画素数が多ければ多いほど向上する。しかしながら，画質を向上させるために画素数の多いＣＣＤを用い，このＣＣＤから得られた画像データを磁気テープに記録するには画像データの記録に１／30秒以上の時間，10トラック以上の記録領域が必要となりディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの上述した規格に合わなくなってしまう。
【０００５】
【発明の開示】
この発明は，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの上述したような既存の規格との互換性を保ちながら，高画質でかつ高解像度の静止画像を得ることを目的とする。
【０００６】
この発明による画像データ記録装置は，行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ単位画像データのデータ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を含み，この固体電子撮像素子により被写体を撮像して得られる被写体像を表わす撮像画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力される撮像画像データに基づいて，上記単位画像データのｎ倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成して出力する輝度色差データ生成手段，上記輝度色差データ生成手段から出力される色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ一駒の画像を表わすように抽出し，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出する色差データ抽出手段，上記輝度色差データ生成手段から出力される輝度データおよび上記色差データ抽出手段により抽出された色差データのそれぞれについてｎ駒に分割する画像データ分割手段，ならびに上記画像データ分割手段により分割されたｎ駒分の輝度データおよび色差データを，記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録する記録制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は画像データの記録方法も提供している。すなわち，行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ単位画像データのデータ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を用いて被写体を撮像し，被写体像を表わす撮像画像データを得，上記撮像手段によって得られる撮像画像データに基づいて，上記単位画像データのｎ倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成し，上記輝度色差データ生成により得られる色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ一駒の画像を表わすように抽出し，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出し，上記輝度色差データ生成により得られる輝度データおよび上記色差データ抽出処理により抽出された色差データのそれぞれについてｎ駒に分割し，上記画像データ分割処理により分割されたｎ駒分の輝度データおよび色差データを，記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録することを特徴とする。
【０００８】
単位画像データは上述した現在の業界規格でいえば１フレーム画像データに相当する。
【０００９】
この発明では単位画像データの画像データ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子が用いられる。画素数の多い固体電子撮像素子が用いられているから，撮像の段階で高画質の画像の捕捉が行なわれる。
【００１０】
このようにして得られた高画質の画像を生じさせることのできる画像データを，既存の規格にしたがう記録方式と互換性を保ちながら，かつ画像データを損うことなく記録するために，この発明では，固体電子撮像素子から得られた画像データがｎ個の単位画像データに分割される。分割により得られたｎ個の単位画像データは，規格の記録方式にしたがって記録媒体に記録されることになる。
【００１１】
このようにして，撮像により得られた高画質の画像データの画質がそのまま保存され，かつ従来の規格に合致した形で記録されることになる。したがって，後に述べるように，高画質の静止画の再生が可能となる。
【００１２】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては，固体電子撮像素子から得られる画像データのうち輝度データについては13.5ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングされ，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データについては6.75ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングされている。さらにＮＴＳＣ方式のように水平走査線数480 本／フレーム周波数30Ｈｚの画像データの場合は，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データについては3.75ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングする（４：１：１コンポーネント符号化）。ＰＡＬ方式のように水平走査線数576 本／フレーム周波数25Ｈｚの画像データの場合は，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データを線順次にする（４：２：０コンポーネント符号化）。いずれにしても色差データは輝度データのデータ量に対し１／４のデータ量となるように，抽出処理が行なわれる。
【００１３】
この発明によると被写体の撮像によって固体電子撮像素子から得られる撮像画像データによって表わされる画像については，色差データは上下に隣接する行の画素については異なる列から抽出される。このようにして抽出された色差データと輝度データとがｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録されることにより，再生時にはｎ個の色差データと輝度データとを合成して解像度の高い一駒の画像が得られる。
【００１４】
上記輝度色差データ生成処理により得られる輝度データおよび色差データのそれぞれについて，それぞれが一駒の画像を表わすようにｎ駒に分割することが好ましい。
【００１５】
これにより，分割により得られた輝度および色差の一単位画像データによっても一駒の画像が表わされるから，一単位画像データごとに行なわれる動画の再生に適したものとなる。
【００１６】
もちろん，上記輝度データおよび上記色差データのそれぞれについて，それぞれが被写体画像領域をｎ個の領域よりなる駒となるように分割してもよい。
【００１７】
この発明によるディジタル画像データの再生装置および方法は上述のようにして記録された記録媒体からの画像データの再生を行なうものである。この再生装置および方法は上述した画像データ記録装置に適用することもできるし，独立したディジタル画像データ再生装置として実現することもできる。
【００１８】
ディジタル画像データ再生装置は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに上記読取手段から読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成する第１の画像データ再生手段を備えているものとして特徴づけられる。
【００１９】
またディジタル画像データの再生方法は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成するものとして特徴づけられる。
【００２０】
ディジタル画像データ再生装置を静止画の再生という観点から規点すると，この再生装置は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに一駒の画像データからの分割により生成されたｎ個の輝度データおよびｎ個の色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように一駒の静止画像を表わす画像データを生成する静止画像生成手段を備えているものとして特徴づけられる。
【００２１】
またディジタル画像データ再生方法は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，一駒の画像データからの分割により生成されたｎ個の輝度データおよびｎ個の色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように一駒の静止画像を表わす画像データを生成するものとして特徴づけられる。
【００２２】
記録媒体から画像データが読出される。記録動作において一駒の画像データの分割により生成されかつ記録されたｎ個の単位画像データが一駒の元の静止画像を表わすように合成される。色差データについては抽出した画素を表わすように合成処理が行なわれる。この合成された静止画像データが表示装置に与えられ表示されるか，またはプリンタに与えられ静止画像がプリントされる。
【００２３】
画素数の多い固体電子撮像素子から得られた画像データがそのまま復元されるので高画質の静止画が得られることになる。とくに，色差データは上下に隣接する行の画素については異なる列から抽出され，再生時には抽出した画素を表わすように合成処理が行なわれるので，高解像度の静止画像が得られる。
【００２４】
記録媒体から読出された画像データに基づいて動画の再生も可能であり，通常の動画再生と同じように取扱うことができる。
【００２５】
【実施例の説明】
図１から図５はこの発明の第１実施例を示すものである。
【００２６】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの構成および動作の説明に先だち，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダによる磁気テープへの記録方式に関する既存の標準的な業界規格について説明しておく。
【００２７】
磁気テープの記録フォーマットが図５(A) および(B) に示されている。図５(A) は磁気テープ８のトラックＴｒを示すもので，磁気テープ８の長手方向に対して斜め方向に一定の角度で多数のトラックＴｒが形成される。これらの多数のトラックＴｒのうち連続する10個のトラックを用いて１フレーム分のディジタル画像データが記録される。
【００２８】
図５(B) にトラック・フォーマットが示されている。１つのトラックＴｒには，サブコード記録領域，ビデオ記録領域，補助記録領域，オーディオ記録領域およびトラック情報記録領域が含まれている。サブコード記録領域には高速検索のためのタイムコードや絶対トラック番号などの情報が記録される。ビデオ記録領域には被写体像を表わすディジタル画像データが記録される。オーディオ記録領域には音を表わすデータが記録される。トラック情報記録領域には磁気ヘッドがトラックＴｒの中心をトレースするための，トラックＴｒの基準となる情報が記録される。補助記録領域は飛び飛びに設けられ，この補助記録領域には付加情報が記録される。各領域の間に設けられるギャップは図示が省略されている。
【００２９】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部に用いられるＣＣＤは一般的には（従来）水平ＣＣＤ転送クロック周波数13.5ＭＨｚである，水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素の画素数をもつものが用いられる。このようなＣＣＤを用いて得られた１フレーム分のディジタル画像データが，磁気テープ８の10トラックに記録される。これが既存の規格である。
【００３０】
まずＮＴＳＣ方式にもとづく処理について説明する。図１はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１を参照して，被写体像は撮像レンズ11によってＣＣＤ12の受光面に結像する。ＣＣＤ12は水平方向（列方向）720 画素，垂直方向（行方向）960 画素の約70万画素の画素数をもつものである。被写体の撮像によって被写体像を表わすアナログ映像信号がＣＣＤ12から出力されデータ生成回路13に与えられる。データ生成回路13においてディジタル画像データに変換され，かつシリアルな画像データが水平方向720 画素，垂直方向960 画素の画像を表わすようにデータ生成処理が施される。データ生成回路13の出力画像データは輝度色差生成回路14に与えられる。輝度色差生成回路14は入力する画像データから輝度データＹならびに色差データＲ−ＹおよびＢ−Ｙを生成して出力する回路である。輝度色差生成回路14から出力される輝度データＹは画像データ分割回路16に与えられ，色差データＢ−Ｙはサンプリング回路15Ａに与えられ，色差データＲ−Ｙはサンプリング回路15Ｂに与えられる。
【００３２】
サンプリング回路15Ａおよび15Ｂは，入力するＢ−ＹおよびＲ−Ｙの色差データを１／４のデータ量となるように所定のサンプリング周波数によって入力するデータをサンプリングして出力する回路である。
【００３３】
図３の左側に輝度色差生成回路14から出力される輝度データＹならびにサンプリング回路15Ａおよび15Ｂから出力される輝度データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって表わされる画像の一部が拡大して示されている。図３においては白丸印が輝度データＹによって表わされる画素，黒丸印が輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって表わされる画素を表わしている。
【００３４】
この図を参照して，輝度データＹについてはそのデータ量がＣＣＤ12から出力されるデータのデータ量と変わらないから水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データのデータ量を有している。一方，色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについてはサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいてサンプリング処理されているから１／４のデータ量になるように間引かれている。サンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいては，奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙと偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙとは異なる列の画素をサンプリングする。たとえば奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについては第４ｍ＋１列の画素についてサンプリングし，偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについては第４ｍ＋３列の画素についてサンプリングしている。
【００３５】
奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙと偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙとは異なる列の画素をサンプリングしているから，再生画像は高解像度のものとなる。
【００３６】
サンプリング回路15Ａおよび15Ｂから出力される色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙは画像データ分割回路16に与えられる。
【００３７】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダは，水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素の画像データを連続する10トラックにわたって記録するようにその規格が定められているから，ＣＣＤ12から得られる水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データを従来の規格にしたがって記録することはできない。このため図１に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは約70万画素の画像データを約35万画素の２つの画像データに分けて，10トラックずつ20トラックを用いて磁気テープ８に記録する。これにより従来の規格に合致した記録が実現される。
【００３８】
画像データ分割回路16は，入力する輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのうち奇数行の画素を表わす画像データと偶数行の画素を表わす画像データとに分けることにより，約70万画素の画像データを約35万画素の２つの画像データに分ける。画像データ分割回路16によって２つに分けられた画像データによって表わされる画像が図３の右側に示されている。２つに分けられた画像データは，奇数行の画素および偶数行の画素をそれぞれ表わしているから，それぞれが一駒の画像を表わすこととなる。奇数行の画素を表わす画像データをフレームＩa の画像データ，偶数行の画素を表わす画像データをフレームIIa の画像データということにする。
【００３９】
画像データ分割回路16から出力される，フレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データは，データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂに与えられる。
【００４０】
データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂは入力するデータについてＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）処理を施すことにより，データ圧縮を行なう回路である。データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂにおいてデータ圧縮が施されたフレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データはそれぞれデータ列作成回路18Ａおよび18Ｂにそれぞれ与えられる。データ列作成回路18Ａおよび18Ｂには画像データ分割回路16から，ＣＣＤ12から得られる画像データをいくつに分割して磁気テープ８に記録するのかを表わす分割情報ならびにサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおける色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのサンプリングの情報（図１に示す例では色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙはいずれも３画素おきにサンプリングがなされ，かつ奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素についてサンプリングがなされている）も与えられている。
【００４１】
データ列作成回路18Ａにおいて，連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームＩa の画像データが記録され，補助記録領域Ａ3 に分割情報およびサンプリング情報が記録されるようにデータ列が生成される。またデータ列作成回路18Ｂにおいて，フレームＩa の画像データが記録されたトラックの次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームIIa の画像データが記録され，補助記録領域Ａ3 に分割情報およびサンプリング情報が記録されるようにデータ列が生成される。
【００４２】
データ列作成回路18Ａおよび18Ｂから出力されるデータは磁気ヘッド19に与えられ，最初の連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームＩa の画像データが記録され，次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ3 にフレームIIa の画像データが記録される。もちろん分割情報，サンプリング情報，オーディオ・データも磁気テープ８の所定の記録領域に記録される。
【００４３】
図２はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【００４４】
磁気ヘッド21によって，磁気テープ８のビデオ記録領域Ａ2 に記録されたフレームＩa およびフレームIIa の圧縮画像データならびに補助記録領域Ａ3 に記録された分割情報およびサンプリング情報が読取られ，データ復調回路22において復調される。データ復調回路22において復調された分割情報およびサンプリング情報は画像合成回路25に与えられる。データ復調回路22において復調されたフレームＩa の圧縮画像データおよびフレームIIa の圧縮画像データはデータ伸長回路23Ａおよび23Ｂに与えられる。
【００４５】
データ伸長回路23Ａおよび23Ｂにおいて，フレームＩa およびフレームIIa の圧縮画像データのデータ伸長処理が施されビデオ信号生成回路24に与えられる。ビデオ信号生成回路24において表示用のビデオ信号が生成され表示装置31に与えられる。表示装置31にはフレームＩa の画像データによって表わされる画像の次にフレームIIa の画像データによって表わされる画像が表示されることとなる。フレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データとは同一画像の奇数行の画素の画像データと偶数行の画素の画像データから得られているのでこれらの画像データによって表わされる画像はほぼ似ている。したがって表示装置31に連続して表示しても違和感は生じない。画像合成をしなくても通常の動画再生と同じ処理で，表示装置31に動画を表示することができる。
【００４６】
データ伸長回路23Ａおよび23Ｂから出力されるフレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データは画像合成回路25にも与えられる。
【００４７】
磁気テープ８に記録されているときは，図４の左側に示すようにフレームＩa の画像データは最初の連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されており，フレームIIa の画像データは次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されている。フレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データはもとは一駒の画像を表わす画像データである。これらのフレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データとを合成し，もとの一駒の画像を表わす画像データを生成するのが画像合成回路25である。フレームＩa の画像データはもとの一駒の画像の奇数行の画素を表わし，フレームIIa の画像データはもとの一駒の画像の偶数行の画素を表わすものであるから，画像合成回路25においてもフレームＩa の画像データによって奇数行の画素を表わし，フレームIIa の画像データによって偶数行の画素を表わすように画像合成回路25における画像合成が行なわれる。
【００４８】
さらにフレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データについては色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが異なる列の画素からサンプリングされている。したがって画像合成回路25における画像合成においても，図４の右側に示すように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙをサンプリングしたもとの画素については，そのもとの画素を表わすように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて画像合成が行なわれる。
【００４９】
画像合成回路25から出力される画像データはプリンタ32に与えられ，プリントされる。プリンタ32から与えられるプリントは図４の右側に示すように水平方向720 画素，垂直方向960 画素の画像なので高画質であり，また輝度データならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて生成される画素は奇数行と偶数行とでは異なる列になるように配列されるので高解像度のものとなる。
【００５０】
図６から図９は他の実施例を示すものである。
【００５１】
図６はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。この図において，図１に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図１に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダが，水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データを生成するＣＣＤ12を用いて被写体像を表わす画像データを得，約35万画素の２つの画像データに分割し，連続する２つの10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録しているのに対し，図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは，図８(A) に示すように水平方向1440画素，垂直方向960 画素の約140 万画素の画像データを生成するＣＣＤ12Ａを用いて被写体を撮像している。また図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは撮像によって得られた約140 万画素の画像データを，約35万画素の４つの画像データに分割し，連続する４つの10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録するものである。図８(A) および図９においても輝度データのみによって表わされる画素が白丸印で，輝度データおよび色差データによって表わされる画素が黒丸印で示されている。
【００５３】
さらに図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいてもサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいて，奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素について色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのサンプリングが行なわれる。
【００５４】
図６を参照して，輝度データＹならびにサンプリングされた色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが画像データ分割回路16Ａに与えられる。画像データ分割回路16Ａは図８(B) に示すように，与えられる輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって水平方向1440画素，垂直方向960 画素の画像を表わす場合に画像の左上の領域Ｉb ，右上の領域IIb ，左下の領域 IIIb および右下の領域IVb を表わす４つの画像データに４分割する回路である。これによりそれぞれの領域Ｉb ，IIb ， IIIb およびIVb を表わす画像データのデータ量は約35万画素となり，連続する10トラックのビデオ記録領域に記録することができるようになる。領域Ｉb ，IIb ， IIIb およびIVb を表わす画像データをフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データということにする。
【００５５】
画像データ分割回路16Ａから出力されるフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データはそれぞれデータ圧縮回路17Ｃ，17Ｄ，17Ｅおよび17Ｆに与えられＤＣＴなどのデータ圧縮がなされ，データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆにそれぞれ与えられる。
【００５６】
データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆは圧縮されたフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データについてはそれぞれ連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されるように，画像データ分割回路16Ａから与えられる分割情報（図８に示すように画像を左上，右上，左下および右下に４分割した旨の情報）およびサンプリング情報（奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列において色差データのサンプリングが行なわれていることを表わす情報）が補助記録領域Ａ3 に記録されるようにデータ列が作成される。
【００５７】
データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆから出力されるデータは磁気ヘッド19に与えられ，圧縮されたフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データが，10トラックずつ連続して40トラックにわたって磁気テープ８に記録される。10トラックに記録される画像データは図９に示すように水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素のデータ量なので従来の規格に合致した記録が可能である。
【００５８】
図７はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。図７において図２に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
磁気テープ８に，40トラックにわたって記録されたフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データは磁気ヘッド21によって読出されデータ復調回路22に与えられ復調される。データ復調回路22において復調された，フレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データはそれぞれデータ伸長回路23Ｃ，23Ｄ，23Ｅおよび23Ｆに与えられデータ伸長が施される。
【００６０】
データ伸長が施されたフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データはビデオ信号生成回路24Ａおよび画像合成回路25Ａに与えられる。
【００６１】
ビデオ信号生成回路24Ａにおいて，与えられる画像データから表示装置31の表示に適したビデオ信号が生成される。ビデオ信号生成回路24ＡにおいてはフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データから順次ビデオ信号が生成され，表示装置31に与えられる。したがって表示装置31には領域Ｉb ，領域IIb ，領域 IIIb および領域IVb の順で表示されることとなる。もちろん，フレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データを合成して図８(B) に示す一駒の画像を生成した上でこの一駒の画像を表わすビデオ信号を表示装置31に与えてもよい。
【００６２】
画像合成回路25Ａは，データ伸長回路23Ｃ，23Ｄ，23Ｅおよび23Ｆから与えられるフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データを入力し，図８(B) に示す水平方向1440画素，垂直方向960 画素の画像を表わす画像データを生成して出力する回路である。画像合成回路25Ａにおいても図２に示す画像合成回路25と同様に図８(A) に示すように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙをサンプリングしたもとの画素については，そのもとの画素を表わすように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて画像合成が行なわれる。
【００６３】
図６から図９に示す実施例においても色差データは奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列からサンプリングして磁気テープ８に記録し，再生時においてもそのもとの画素を表わすように輝度データＹに加えて色差データＲ−ＹおよびＢ−Ｙを用いて画像合成をしているので解像度の高い画像が得られる。
【００６４】
図10はＰＡＬ方式にしたがって画像データを磁気テープに記録する場合を示すもので，画像データによって表わされる画像の一部を拡大して示している。図10において白丸印は輝度データＹのみによって表わされる画素を示し，×印は輝度データＹおよびＲ−Ｙの色差データによって表わされる画素を示し，二重丸印は輝度データＹおよびＢ−Ｙの色差データによって表わされる画素を示している。
【００６５】
ＰＡＬ方式の場合，通常，水平方向720 画素，垂直方向576 画素の画像データによって１駒の画像が表わされる。図10に示す例では垂直方向に従来の倍の画素，すなわち垂直方向1152画素（水平方向は従来通り720 画素）の画像データを得ることができるＣＣＤを用いて被写体の撮像が行なわれる。
【００６６】
このようにして得られる画像データから輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが生成される。輝度データＹについては撮像によって得られたデータ量と同じデータ量の輝度データが用いられ，Ｒ−Ｙの色差データおよびＢ−Ｙの色差データについてはいずれも奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素からサンプリングされる。サンプリングされたＲ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データは，奇数行の画素を表わすデータ（フレームＩc 画像データとする）と偶数行の画素を表わすデータ（フレームIIc 画像データとする）とに分けられる。これにより水平方向720 画素，垂直方向576 画素の２つの画像データが得られ，２つの連続する10トラックずつ，20トラックにわたって従来の規格にしたがって記録が行なわれる。
【００６７】
フレームＩc 画像データによって表わされる画像とフレームIIc 画像データによって表わされる画像とは，ほぼ似ているので，動画再生においては通常の動画再生と同様に再生が可能である。
【００６８】
静止画再生の場合は，図10の右側のように２つに分けられた画像データは合成され，図10の左側に示すように奇数行の画素はフレームＩc の画像データによって表わされ，偶数行の画素はフレームIIc の画像データによって表わされる。これにより，高画質でかつ高画素の画像がプリント可能となる。
【００６９】
図10に示すＰＡＬ方式の記録および再生は図１に示す記録装置および図２に示す再生装置において水平方向720 画素，垂直方向1152画素のＣＣＤを用い，サンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおけるサンプリングのタイミングを変えることにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】画像データのサンプリングおよび画像データの分割の手法を表わしている。
【図４】画像データの合成の手法を表わしている。
【図５】 (A) は磁気テープのフォーマットを示し，(B) はトラック・フォーマットを示している。
【図６】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】 (A) は画像データのサンプリングの手法を示し，(B) は画像の分割の手法を表わしている。
【図９】一駒の画像を表わす画像データが４分割された様子を示している。
【図１０】ＰＡＬ方式の画像データのサンプリングおよび画像データの分割の手法を示している。
【符号の説明】
12，12Ａ ＣＣＤ
14 輝度色差生成回路
15Ａ，15Ｂ サンプリング回路
16，16Ａ 画像データ分割回路
18Ａ，18Ｂ，18Ｃ，18Ｄ，18Ｅ，18Ｆ データ列作成回路
19，21 磁気ヘッド
25，25Ａ 画像合成回路
【技術分野】
この発明はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダ（ＤＶＴＲ）のような画像データ記録装置，ディジタル画像データの記録方法，ならびにディジタル画像データの再生装置および方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダ（ＤＶＴＲ）は，ＣＣＤのような固体電子撮像素子を用いて被写体を撮像し，撮像により得られた被写体像を表わす映像信号をディジタル画像データに変換して磁気テープに記録するものである。ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部に用いられるＣＣＤは水平方向720 画素×垂直方向480 画素＝約35万画素のものが一般的である。ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては２フィールドで１フレームを構成しフレーム画像を記録するフレーム記録と，１フィールドごとのフィールド画像を記録するフィールド記録とが可能である。フレーム記録の場合は所定のシャッタ速度で１／30秒の周期で連続的に撮影が行なわれ，フィールド記録の場合は所定のシャッタ速度で１／60秒の周期で連続的に撮影が行なわれる。フレーム記録およびフィールド記録のいずれにおいても１フレーム分の画像データは１／30秒の時間をかけて，かつ10トラックの記録領域を用いて磁気テープに記録される。
【０００３】
このようにディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては，35万画素のＣＣＤを用いて被写体を撮影して得られるディジタル画像データのうち１フレーム分の画像データを１／30秒かけて10トラックに記録するのが一般的であり，この記録方式が業界における標準的な規格となっている（たとえば，NIKKEI ELECTRONICS BOOKS「データ圧縮とディジタル変調」第137 頁〜第152 頁，日経ＢＰ社，1993年を参照）。
【０００４】
一方，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部における画質は，ＣＣＤの画素数に依存し，ＣＣＤの画素数が多ければ多いほど向上する。しかしながら，画質を向上させるために画素数の多いＣＣＤを用い，このＣＣＤから得られた画像データを磁気テープに記録するには画像データの記録に１／30秒以上の時間，10トラック以上の記録領域が必要となりディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの上述した規格に合わなくなってしまう。
【０００５】
【発明の開示】
この発明は，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの上述したような既存の規格との互換性を保ちながら，高画質でかつ高解像度の静止画像を得ることを目的とする。
【０００６】
この発明による画像データ記録装置は，行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ単位画像データのデータ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を含み，この固体電子撮像素子により被写体を撮像して得られる被写体像を表わす撮像画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力される撮像画像データに基づいて，上記単位画像データのｎ倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成して出力する輝度色差データ生成手段，上記輝度色差データ生成手段から出力される色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ一駒の画像を表わすように抽出し，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出する色差データ抽出手段，上記輝度色差データ生成手段から出力される輝度データおよび上記色差データ抽出手段により抽出された色差データのそれぞれについてｎ駒に分割する画像データ分割手段，ならびに上記画像データ分割手段により分割されたｎ駒分の輝度データおよび色差データを，記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録する記録制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は画像データの記録方法も提供している。すなわち，行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ単位画像データのデータ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を用いて被写体を撮像し，被写体像を表わす撮像画像データを得，上記撮像手段によって得られる撮像画像データに基づいて，上記単位画像データのｎ倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成し，上記輝度色差データ生成により得られる色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ一駒の画像を表わすように抽出し，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出し，上記輝度色差データ生成により得られる輝度データおよび上記色差データ抽出処理により抽出された色差データのそれぞれについてｎ駒に分割し，上記画像データ分割処理により分割されたｎ駒分の輝度データおよび色差データを，記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録することを特徴とする。
【０００８】
単位画像データは上述した現在の業界規格でいえば１フレーム画像データに相当する。
【０００９】
この発明では単位画像データの画像データ量のｎ倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子が用いられる。画素数の多い固体電子撮像素子が用いられているから，撮像の段階で高画質の画像の捕捉が行なわれる。
【００１０】
このようにして得られた高画質の画像を生じさせることのできる画像データを，既存の規格にしたがう記録方式と互換性を保ちながら，かつ画像データを損うことなく記録するために，この発明では，固体電子撮像素子から得られた画像データがｎ個の単位画像データに分割される。分割により得られたｎ個の単位画像データは，規格の記録方式にしたがって記録媒体に記録されることになる。
【００１１】
このようにして，撮像により得られた高画質の画像データの画質がそのまま保存され，かつ従来の規格に合致した形で記録されることになる。したがって，後に述べるように，高画質の静止画の再生が可能となる。
【００１２】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいては，固体電子撮像素子から得られる画像データのうち輝度データについては13.5ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングされ，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データについては6.75ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングされている。さらにＮＴＳＣ方式のように水平走査線数480 本／フレーム周波数30Ｈｚの画像データの場合は，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データについては3.75ＭＨｚのサンプリング周波数を用いてサンプリングする（４：１：１コンポーネント符号化）。ＰＡＬ方式のように水平走査線数576 本／フレーム周波数25Ｈｚの画像データの場合は，Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データを線順次にする（４：２：０コンポーネント符号化）。いずれにしても色差データは輝度データのデータ量に対し１／４のデータ量となるように，抽出処理が行なわれる。
【００１３】
この発明によると被写体の撮像によって固体電子撮像素子から得られる撮像画像データによって表わされる画像については，色差データは上下に隣接する行の画素については異なる列から抽出される。このようにして抽出された色差データと輝度データとがｎ個の単位画像データ記録領域にわたって記録されることにより，再生時にはｎ個の色差データと輝度データとを合成して解像度の高い一駒の画像が得られる。
【００１４】
上記輝度色差データ生成処理により得られる輝度データおよび色差データのそれぞれについて，それぞれが一駒の画像を表わすようにｎ駒に分割することが好ましい。
【００１５】
これにより，分割により得られた輝度および色差の一単位画像データによっても一駒の画像が表わされるから，一単位画像データごとに行なわれる動画の再生に適したものとなる。
【００１６】
もちろん，上記輝度データおよび上記色差データのそれぞれについて，それぞれが被写体画像領域をｎ個の領域よりなる駒となるように分割してもよい。
【００１７】
この発明によるディジタル画像データの再生装置および方法は上述のようにして記録された記録媒体からの画像データの再生を行なうものである。この再生装置および方法は上述した画像データ記録装置に適用することもできるし，独立したディジタル画像データ再生装置として実現することもできる。
【００１８】
ディジタル画像データ再生装置は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに上記読取手段から読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成する第１の画像データ再生手段を備えているものとして特徴づけられる。
【００１９】
またディジタル画像データの再生方法は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成するものとして特徴づけられる。
【００２０】
ディジタル画像データ再生装置を静止画の再生という観点から規点すると，この再生装置は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに一駒の画像データからの分割により生成されたｎ個の輝度データおよびｎ個の色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように一駒の静止画像を表わす画像データを生成する静止画像生成手段を備えているものとして特徴づけられる。
【００２１】
またディジタル画像データ再生方法は，上記記録媒体のｎ個の単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，一駒の画像データからの分割により生成されたｎ個の輝度データおよびｎ個の色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように一駒の静止画像を表わす画像データを生成するものとして特徴づけられる。
【００２２】
記録媒体から画像データが読出される。記録動作において一駒の画像データの分割により生成されかつ記録されたｎ個の単位画像データが一駒の元の静止画像を表わすように合成される。色差データについては抽出した画素を表わすように合成処理が行なわれる。この合成された静止画像データが表示装置に与えられ表示されるか，またはプリンタに与えられ静止画像がプリントされる。
【００２３】
画素数の多い固体電子撮像素子から得られた画像データがそのまま復元されるので高画質の静止画が得られることになる。とくに，色差データは上下に隣接する行の画素については異なる列から抽出され，再生時には抽出した画素を表わすように合成処理が行なわれるので，高解像度の静止画像が得られる。
【００２４】
記録媒体から読出された画像データに基づいて動画の再生も可能であり，通常の動画再生と同じように取扱うことができる。
【００２５】
【実施例の説明】
図１から図５はこの発明の第１実施例を示すものである。
【００２６】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの構成および動作の説明に先だち，ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダによる磁気テープへの記録方式に関する既存の標準的な業界規格について説明しておく。
【００２７】
磁気テープの記録フォーマットが図５(A) および(B) に示されている。図５(A) は磁気テープ８のトラックＴｒを示すもので，磁気テープ８の長手方向に対して斜め方向に一定の角度で多数のトラックＴｒが形成される。これらの多数のトラックＴｒのうち連続する10個のトラックを用いて１フレーム分のディジタル画像データが記録される。
【００２８】
図５(B) にトラック・フォーマットが示されている。１つのトラックＴｒには，サブコード記録領域，ビデオ記録領域，補助記録領域，オーディオ記録領域およびトラック情報記録領域が含まれている。サブコード記録領域には高速検索のためのタイムコードや絶対トラック番号などの情報が記録される。ビデオ記録領域には被写体像を表わすディジタル画像データが記録される。オーディオ記録領域には音を表わすデータが記録される。トラック情報記録領域には磁気ヘッドがトラックＴｒの中心をトレースするための，トラックＴｒの基準となる情報が記録される。補助記録領域は飛び飛びに設けられ，この補助記録領域には付加情報が記録される。各領域の間に設けられるギャップは図示が省略されている。
【００２９】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの撮像部に用いられるＣＣＤは一般的には（従来）水平ＣＣＤ転送クロック周波数13.5ＭＨｚである，水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素の画素数をもつものが用いられる。このようなＣＣＤを用いて得られた１フレーム分のディジタル画像データが，磁気テープ８の10トラックに記録される。これが既存の規格である。
【００３０】
まずＮＴＳＣ方式にもとづく処理について説明する。図１はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１を参照して，被写体像は撮像レンズ11によってＣＣＤ12の受光面に結像する。ＣＣＤ12は水平方向（列方向）720 画素，垂直方向（行方向）960 画素の約70万画素の画素数をもつものである。被写体の撮像によって被写体像を表わすアナログ映像信号がＣＣＤ12から出力されデータ生成回路13に与えられる。データ生成回路13においてディジタル画像データに変換され，かつシリアルな画像データが水平方向720 画素，垂直方向960 画素の画像を表わすようにデータ生成処理が施される。データ生成回路13の出力画像データは輝度色差生成回路14に与えられる。輝度色差生成回路14は入力する画像データから輝度データＹならびに色差データＲ−ＹおよびＢ−Ｙを生成して出力する回路である。輝度色差生成回路14から出力される輝度データＹは画像データ分割回路16に与えられ，色差データＢ−Ｙはサンプリング回路15Ａに与えられ，色差データＲ−Ｙはサンプリング回路15Ｂに与えられる。
【００３２】
サンプリング回路15Ａおよび15Ｂは，入力するＢ−ＹおよびＲ−Ｙの色差データを１／４のデータ量となるように所定のサンプリング周波数によって入力するデータをサンプリングして出力する回路である。
【００３３】
図３の左側に輝度色差生成回路14から出力される輝度データＹならびにサンプリング回路15Ａおよび15Ｂから出力される輝度データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって表わされる画像の一部が拡大して示されている。図３においては白丸印が輝度データＹによって表わされる画素，黒丸印が輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって表わされる画素を表わしている。
【００３４】
この図を参照して，輝度データＹについてはそのデータ量がＣＣＤ12から出力されるデータのデータ量と変わらないから水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データのデータ量を有している。一方，色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについてはサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいてサンプリング処理されているから１／４のデータ量になるように間引かれている。サンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいては，奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙと偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙとは異なる列の画素をサンプリングする。たとえば奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについては第４ｍ＋１列の画素についてサンプリングし，偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙについては第４ｍ＋３列の画素についてサンプリングしている。
【００３５】
奇数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙと偶数行の画素の色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙとは異なる列の画素をサンプリングしているから，再生画像は高解像度のものとなる。
【００３６】
サンプリング回路15Ａおよび15Ｂから出力される色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙは画像データ分割回路16に与えられる。
【００３７】
ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダは，水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素の画像データを連続する10トラックにわたって記録するようにその規格が定められているから，ＣＣＤ12から得られる水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データを従来の規格にしたがって記録することはできない。このため図１に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは約70万画素の画像データを約35万画素の２つの画像データに分けて，10トラックずつ20トラックを用いて磁気テープ８に記録する。これにより従来の規格に合致した記録が実現される。
【００３８】
画像データ分割回路16は，入力する輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのうち奇数行の画素を表わす画像データと偶数行の画素を表わす画像データとに分けることにより，約70万画素の画像データを約35万画素の２つの画像データに分ける。画像データ分割回路16によって２つに分けられた画像データによって表わされる画像が図３の右側に示されている。２つに分けられた画像データは，奇数行の画素および偶数行の画素をそれぞれ表わしているから，それぞれが一駒の画像を表わすこととなる。奇数行の画素を表わす画像データをフレームＩa の画像データ，偶数行の画素を表わす画像データをフレームIIa の画像データということにする。
【００３９】
画像データ分割回路16から出力される，フレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データは，データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂに与えられる。
【００４０】
データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂは入力するデータについてＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）処理を施すことにより，データ圧縮を行なう回路である。データ圧縮回路17Ａおよび17Ｂにおいてデータ圧縮が施されたフレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データはそれぞれデータ列作成回路18Ａおよび18Ｂにそれぞれ与えられる。データ列作成回路18Ａおよび18Ｂには画像データ分割回路16から，ＣＣＤ12から得られる画像データをいくつに分割して磁気テープ８に記録するのかを表わす分割情報ならびにサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおける色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのサンプリングの情報（図１に示す例では色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙはいずれも３画素おきにサンプリングがなされ，かつ奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素についてサンプリングがなされている）も与えられている。
【００４１】
データ列作成回路18Ａにおいて，連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームＩa の画像データが記録され，補助記録領域Ａ3 に分割情報およびサンプリング情報が記録されるようにデータ列が生成される。またデータ列作成回路18Ｂにおいて，フレームＩa の画像データが記録されたトラックの次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームIIa の画像データが記録され，補助記録領域Ａ3 に分割情報およびサンプリング情報が記録されるようにデータ列が生成される。
【００４２】
データ列作成回路18Ａおよび18Ｂから出力されるデータは磁気ヘッド19に与えられ，最初の連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 にフレームＩa の画像データが記録され，次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ3 にフレームIIa の画像データが記録される。もちろん分割情報，サンプリング情報，オーディオ・データも磁気テープ８の所定の記録領域に記録される。
【００４３】
図２はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【００４４】
磁気ヘッド21によって，磁気テープ８のビデオ記録領域Ａ2 に記録されたフレームＩa およびフレームIIa の圧縮画像データならびに補助記録領域Ａ3 に記録された分割情報およびサンプリング情報が読取られ，データ復調回路22において復調される。データ復調回路22において復調された分割情報およびサンプリング情報は画像合成回路25に与えられる。データ復調回路22において復調されたフレームＩa の圧縮画像データおよびフレームIIa の圧縮画像データはデータ伸長回路23Ａおよび23Ｂに与えられる。
【００４５】
データ伸長回路23Ａおよび23Ｂにおいて，フレームＩa およびフレームIIa の圧縮画像データのデータ伸長処理が施されビデオ信号生成回路24に与えられる。ビデオ信号生成回路24において表示用のビデオ信号が生成され表示装置31に与えられる。表示装置31にはフレームＩa の画像データによって表わされる画像の次にフレームIIa の画像データによって表わされる画像が表示されることとなる。フレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データとは同一画像の奇数行の画素の画像データと偶数行の画素の画像データから得られているのでこれらの画像データによって表わされる画像はほぼ似ている。したがって表示装置31に連続して表示しても違和感は生じない。画像合成をしなくても通常の動画再生と同じ処理で，表示装置31に動画を表示することができる。
【００４６】
データ伸長回路23Ａおよび23Ｂから出力されるフレームＩa の画像データおよびフレームIIa の画像データは画像合成回路25にも与えられる。
【００４７】
磁気テープ８に記録されているときは，図４の左側に示すようにフレームＩa の画像データは最初の連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されており，フレームIIa の画像データは次に連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されている。フレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データはもとは一駒の画像を表わす画像データである。これらのフレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データとを合成し，もとの一駒の画像を表わす画像データを生成するのが画像合成回路25である。フレームＩa の画像データはもとの一駒の画像の奇数行の画素を表わし，フレームIIa の画像データはもとの一駒の画像の偶数行の画素を表わすものであるから，画像合成回路25においてもフレームＩa の画像データによって奇数行の画素を表わし，フレームIIa の画像データによって偶数行の画素を表わすように画像合成回路25における画像合成が行なわれる。
【００４８】
さらにフレームＩa の画像データとフレームIIa の画像データについては色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが異なる列の画素からサンプリングされている。したがって画像合成回路25における画像合成においても，図４の右側に示すように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙをサンプリングしたもとの画素については，そのもとの画素を表わすように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて画像合成が行なわれる。
【００４９】
画像合成回路25から出力される画像データはプリンタ32に与えられ，プリントされる。プリンタ32から与えられるプリントは図４の右側に示すように水平方向720 画素，垂直方向960 画素の画像なので高画質であり，また輝度データならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて生成される画素は奇数行と偶数行とでは異なる列になるように配列されるので高解像度のものとなる。
【００５０】
図６から図９は他の実施例を示すものである。
【００５１】
図６はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。この図において，図１に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図１に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダが，水平方向720 画素，垂直方向960 画素の約70万画素の画像データを生成するＣＣＤ12を用いて被写体像を表わす画像データを得，約35万画素の２つの画像データに分割し，連続する２つの10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録しているのに対し，図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは，図８(A) に示すように水平方向1440画素，垂直方向960 画素の約140 万画素の画像データを生成するＣＣＤ12Ａを用いて被写体を撮像している。また図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダでは撮像によって得られた約140 万画素の画像データを，約35万画素の４つの画像データに分割し，連続する４つの10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録するものである。図８(A) および図９においても輝度データのみによって表わされる画素が白丸印で，輝度データおよび色差データによって表わされる画素が黒丸印で示されている。
【００５３】
さらに図６に示すディジタル・ビデオ・テープ・レコーダにおいてもサンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおいて，奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素について色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙのサンプリングが行なわれる。
【００５４】
図６を参照して，輝度データＹならびにサンプリングされた色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが画像データ分割回路16Ａに与えられる。画像データ分割回路16Ａは図８(B) に示すように，与えられる輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙによって水平方向1440画素，垂直方向960 画素の画像を表わす場合に画像の左上の領域Ｉb ，右上の領域IIb ，左下の領域 IIIb および右下の領域IVb を表わす４つの画像データに４分割する回路である。これによりそれぞれの領域Ｉb ，IIb ， IIIb およびIVb を表わす画像データのデータ量は約35万画素となり，連続する10トラックのビデオ記録領域に記録することができるようになる。領域Ｉb ，IIb ， IIIb およびIVb を表わす画像データをフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データということにする。
【００５５】
画像データ分割回路16Ａから出力されるフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データはそれぞれデータ圧縮回路17Ｃ，17Ｄ，17Ｅおよび17Ｆに与えられＤＣＴなどのデータ圧縮がなされ，データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆにそれぞれ与えられる。
【００５６】
データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆは圧縮されたフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データについてはそれぞれ連続する10トラックのビデオ記録領域Ａ2 に記録されるように，画像データ分割回路16Ａから与えられる分割情報（図８に示すように画像を左上，右上，左下および右下に４分割した旨の情報）およびサンプリング情報（奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列において色差データのサンプリングが行なわれていることを表わす情報）が補助記録領域Ａ3 に記録されるようにデータ列が作成される。
【００５７】
データ列作成回路18Ｃ，18Ｄ，18Ｅおよび18Ｆから出力されるデータは磁気ヘッド19に与えられ，圧縮されたフレームＩb 画像データ，フレームIIb 画像データ，フレーム IIIb 画像データおよびフレームIVb 画像データが，10トラックずつ連続して40トラックにわたって磁気テープ８に記録される。10トラックに記録される画像データは図９に示すように水平方向720 画素，垂直方向480 画素の約35万画素のデータ量なので従来の規格に合致した記録が可能である。
【００５８】
図７はディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。図７において図２に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
磁気テープ８に，40トラックにわたって記録されたフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データは磁気ヘッド21によって読出されデータ復調回路22に与えられ復調される。データ復調回路22において復調された，フレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データはそれぞれデータ伸長回路23Ｃ，23Ｄ，23Ｅおよび23Ｆに与えられデータ伸長が施される。
【００６０】
データ伸長が施されたフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データはビデオ信号生成回路24Ａおよび画像合成回路25Ａに与えられる。
【００６１】
ビデオ信号生成回路24Ａにおいて，与えられる画像データから表示装置31の表示に適したビデオ信号が生成される。ビデオ信号生成回路24ＡにおいてはフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データから順次ビデオ信号が生成され，表示装置31に与えられる。したがって表示装置31には領域Ｉb ，領域IIb ，領域 IIIb および領域IVb の順で表示されることとなる。もちろん，フレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データを合成して図８(B) に示す一駒の画像を生成した上でこの一駒の画像を表わすビデオ信号を表示装置31に与えてもよい。
【００６２】
画像合成回路25Ａは，データ伸長回路23Ｃ，23Ｄ，23Ｅおよび23Ｆから与えられるフレームＩb の画像データ，フレームIIb の画像データ，フレーム IIIb の画像データおよびフレームIVb の画像データを入力し，図８(B) に示す水平方向1440画素，垂直方向960 画素の画像を表わす画像データを生成して出力する回路である。画像合成回路25Ａにおいても図２に示す画像合成回路25と同様に図８(A) に示すように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙをサンプリングしたもとの画素については，そのもとの画素を表わすように色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙを用いて画像合成が行なわれる。
【００６３】
図６から図９に示す実施例においても色差データは奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列からサンプリングして磁気テープ８に記録し，再生時においてもそのもとの画素を表わすように輝度データＹに加えて色差データＲ−ＹおよびＢ−Ｙを用いて画像合成をしているので解像度の高い画像が得られる。
【００６４】
図10はＰＡＬ方式にしたがって画像データを磁気テープに記録する場合を示すもので，画像データによって表わされる画像の一部を拡大して示している。図10において白丸印は輝度データＹのみによって表わされる画素を示し，×印は輝度データＹおよびＲ−Ｙの色差データによって表わされる画素を示し，二重丸印は輝度データＹおよびＢ−Ｙの色差データによって表わされる画素を示している。
【００６５】
ＰＡＬ方式の場合，通常，水平方向720 画素，垂直方向576 画素の画像データによって１駒の画像が表わされる。図10に示す例では垂直方向に従来の倍の画素，すなわち垂直方向1152画素（水平方向は従来通り720 画素）の画像データを得ることができるＣＣＤを用いて被写体の撮像が行なわれる。
【００６６】
このようにして得られる画像データから輝度データＹならびに色差データＢ−ＹおよびＲ−Ｙが生成される。輝度データＹについては撮像によって得られたデータ量と同じデータ量の輝度データが用いられ，Ｒ−Ｙの色差データおよびＢ−Ｙの色差データについてはいずれも奇数行の画素と偶数行の画素とでは異なる列の画素からサンプリングされる。サンプリングされたＲ−ＹおよびＢ−Ｙの色差データは，奇数行の画素を表わすデータ（フレームＩc 画像データとする）と偶数行の画素を表わすデータ（フレームIIc 画像データとする）とに分けられる。これにより水平方向720 画素，垂直方向576 画素の２つの画像データが得られ，２つの連続する10トラックずつ，20トラックにわたって従来の規格にしたがって記録が行なわれる。
【００６７】
フレームＩc 画像データによって表わされる画像とフレームIIc 画像データによって表わされる画像とは，ほぼ似ているので，動画再生においては通常の動画再生と同様に再生が可能である。
【００６８】
静止画再生の場合は，図10の右側のように２つに分けられた画像データは合成され，図10の左側に示すように奇数行の画素はフレームＩc の画像データによって表わされ，偶数行の画素はフレームIIc の画像データによって表わされる。これにより，高画質でかつ高画素の画像がプリント可能となる。
【００６９】
図10に示すＰＡＬ方式の記録および再生は図１に示す記録装置および図２に示す再生装置において水平方向720 画素，垂直方向1152画素のＣＣＤを用い，サンプリング回路15Ａおよび15Ｂにおけるサンプリングのタイミングを変えることにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】画像データのサンプリングおよび画像データの分割の手法を表わしている。
【図４】画像データの合成の手法を表わしている。
【図５】 (A) は磁気テープのフォーマットを示し，(B) はトラック・フォーマットを示している。
【図６】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの記録系の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ディジタル・ビデオ・テープ・レコーダの再生系の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】 (A) は画像データのサンプリングの手法を示し，(B) は画像の分割の手法を表わしている。
【図９】一駒の画像を表わす画像データが４分割された様子を示している。
【図１０】ＰＡＬ方式の画像データのサンプリングおよび画像データの分割の手法を示している。
【符号の説明】
12，12Ａ ＣＣＤ
14 輝度色差生成回路
15Ａ，15Ｂ サンプリング回路
16，16Ａ 画像データ分割回路
18Ａ，18Ｂ，18Ｃ，18Ｄ，18Ｅ，18Ｆ データ列作成回路
19，21 磁気ヘッド
25，25Ａ 画像合成回路
Claims (6)
- 行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ動画記録でのフィールド単位画像データのデータ量の２倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を含み，この固体電子撮像素子により被写体を撮像して得られる静止画被写体像を表わす撮像画像データを出力する撮像手段，
上記撮像手段から出力される撮像画像データに基づいて，上記単位画像データの２倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成して出力する輝度色差データ生成手段，
上記輝度色差データ生成手段から出力される色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出する色差データ抽出手段，
上記輝度色差データ生成手段から出力される輝度データおよび上記色差データ抽出手段により抽出された色差データを，奇数行の画素を表す輝度データおよび色差データならびに偶数行の画素を表す輝度データおよび色差データのそれぞれが被写体画像の一駒の画像を表すように２つに分割する画像データ分割手段，ならびに
上記画像データ分割手段により分割された奇数行の画素を表す輝度データおよび色差データならびに偶数行の画素を表す輝度データおよび色差データを，記録媒体の２つの単位画像データ記録領域にわたって記録する記録制御手段，
を備えた画像データ記録装置。 - 上記記録媒体の２つの単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに
上記読取手段から読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成する第１の画像データ再生手段，
を備えた請求項１に記載の画像データ記録装置。 - 上記記録媒体の２つの単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取る読取手段，ならびに
上記読取手段によって読み取られた輝度データおよび色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように静止画像データを生成する静止画像生成手段，
を備えた請求項１に記載の画像データ記録装置。 - 行方向および列方向にそれぞれ所定の画素数をもつ動画記録でのフィールド単位画像データのデータ量の２倍のデータ量の画像データを生成する固体電子撮像素子を用いて被写体を撮像し，静止画被写体像を表わす撮像画像データを得，
上記撮像によって得られる撮像画像データに基づいて，上記単位画像データの２倍のデータ量に相当する輝度データと色差データとをそれぞれ生成し，
上記輝度色差データ生成により得られる色差データから，その１／４のデータ量となり，かつ隣接する行の画素を表わす色差データについては異なる列の画素を表わす色差データを抽出し，
上記輝度色差データ生成により得られる輝度データおよび上記色差データ抽出処理により抽出された色差データを，奇数行の画素を表す輝度データおよび色差データならびに偶数行の画素を表す輝度データおよび色差データのそれぞれが被写体画像の一駒の画像を表すように２つに分割し，
上記画像データ分割処理により分割された奇数行の画素を表す輝度データおよび色差データならびに偶数行の画素を表す輝度データおよび色差データを，記録媒体の２つの単位画像データ記録領域にわたって記録する，
画像データ記録方法。 - 上記記録媒体の２つの単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，
読取られた輝度データおよび色差データから表示に適した再生画像データを生成する，
請求項４に記載の画像データ記録方法。 - 上記記録媒体の２つの単位画像データ記録領域に記録された輝度データおよび色差データを読取り，
読み取られた輝度データおよび色差データを合成し，色差データについては抽出された位置に対応する画素を表わすように静止画像データを生成する，
請求項４に記載の画像データ記録方法。
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