JP4106713B2 - ディジタル情報信号記録装置およびその方法 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、例えばディジタルビデオ信号を記録媒体に記録するのに適用されるディジタル情報信号記録装置およびその方法に関する。
背景技術
ビデオ信号をディジタル方式で処理するような信号処理装置、例えば高解像度ビデオ信号を記録再生するディジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）に用いられる信号処理装置では、入力された映像信号に対して画像圧縮符号化が施される。そして、この圧縮符号化されたビデオ信号が例えばビデオテープに対して記録される。高データレートの記録データを記録／再生する装置として、回転ドラムに磁気ヘッドが取り付けられ、磁気テープを回転ドラムに斜めに巻付けたヘリカルスキャン型の記録／再生装置が知られている。この装置では、磁気テープ上に斜めのトラックを形成するように、記録データが順次記録される。
また、ディジタルビデオ信号等から形成された記録データをテープ上に記録する場合では、記録／再生に必要とされる補助データも併せて記録される。記録データは、一般的に、データ単位に区切られている。この明細書では、このデータ単位をシンクブロックと称する。補助データは、テープ上の位置情報例えばタイムコード、圧縮パラメータなど記録／再生処理と関連する情報等である。補助データもシンクブロックの構成とされ、テープ上に記録される。１トラックには、複数のシンクブロックが記録される。各トラックに記録されるシンクブロック中で例えば１シンクブロックが補助データに対して割り当てられる。補助データからなるシンクブロックを補助データ・シンクブロックと呼ぶことにする。
従来のディジタルＶＴＲでは、補助データ・シンクブロックは、各トラック内の同一の箇所に記録されていた。従って、テープ上の補助データ・シンクブロックが記録されている位置に走行方向の傷（長手傷）が付くと、補助データを全く再生することができず、結果としてディジタルビデオ信号を再生することができなくなるという問題点があった。このような記録方法は、別のトラック（長手トラック）にも同一内容が冗長記録されるようなデータ、例えばタイムコードのようなデータの記録には適しても、再生処理に必要不可欠な情報である補助データの記録には、信頼性が低すぎて不適切である。
発明の開示
従って、この発明の目的は、補助データ・シンクブロックがテープの傷により全く再生できなくなることを回避するディジタル情報信号記録装置およびその方法を提供することにある。
この発明は、入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号化する手段と、
圧縮符号化された入力ディジタルビデオ信号に対してエラー訂正符号化を行うとともに、データ単位で区切られた記録データを形成する記録信号形成手段と、
記録データの１フレームをテープ状記録媒体に複数本の斜めのトラックとして順次記録する回転ヘッドとを有し、
記録信号形成手段は、１トラックの記録データとして、入力ディジタルビデオ信号を符号化したデータからなる複数のビデオデータ単位と、ビデオデータ単位と同一の構成であって、入力ディジタル情報信号以外の補助データを含む少なくとも１つの補助データ単位とを形成すると共に、
フレーム毎に変化する圧縮符号化を復号するのに必要なデータをビデオデータ単位のヘッダ情報および補助データ単位のヘッダ情報にそれぞれ挿入し、
記録媒体上で、１フレームのデータを記録するための連続する複数本のトラックにおいて、補助データ単位の記録位置がトラックのそれぞれの第１の位置と、第１の位置とトラック長の約１／２離れた第２の位置とに分散されることを特徴とするディジタル情報信号記録装置である。
この発明は、入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号化し、
圧縮符号化された入力ディジタルビデオ信号に対してエラー訂正符号化を行うとともに、データ単位で区切られた記録データを形成し、
回転ヘッドによって記録データの１フレームをテープ状記録媒体に複数本の斜めのトラックとして順次記録し、
記録データを形成する場合に、１トラックの記録データとして、入力ディジタルビデオ信号を符号化したデータからなる複数のビデオデータ単位と、ビデオデータ単位と同一の構成であって、入力ディジタル情報信号以外の補助データを含む少なくとも１つの補助データ単位とを形成すると共に、
フレーム毎に変化する圧縮符号化を復号するのに必要なデータをビデオデータ単位のヘッダ情報および補助データ単位のヘッダ情報にそれぞれ挿入し、
記録媒体上で、１フレームのデータを記録するための連続する複数本のトラックにおいて、補助データ単位の記録位置がトラックのそれぞれの第１の位置と、第１の位置とトラック長の約１／２離れた第２の位置とに分散されることを特徴とするディジタル情報信号記録方法である。
テープ状記録媒体の幅方向で、補助データからなるデータ単位の記録位置が離れるようにされているので、テープに傷が発生しても補助データを全く再生できなくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の一形態の記録／再生のための構成の一例を示すブロック図、第２図は、この発明の実施の一形態の記録／再生のための構成の他の例を示すブロック図、第３図は、１トラックのデータフォーマットの一例を示す略線図、第４図は、テープ上のトラックパターンの一例を示す略線図、第５図は、トラック内のＩＤ０のフォーマットを示す略線図、第６図は、エラー訂正符号およびシンクブロックの説明に用いる略線図、第７図は、テープ上のシンクブロックのフォーマットの説明に用いる略線図、第８図は、ＥＣＣデコーダから出力されるデータ列のフォーマットの説明に用いる略線図、第９図は、既存のディジタルＶＴＲの補助データ・シンクブロックの記録位置を示す略線図、第１０図は、この発明の実施の一形態における補助データ・シンクブロックの記録位置を示す略線図、第１１図は、８ヘッド有する既存のディジタルＶＴＲにおける再生走査軌跡（通常再生動作）を示す略線図、第１２図は、８ヘッド有する既存のディジタルＶＴＲにおける再生走査軌跡（テープ停止時）を示す略線図、第１３図は、この発明が適用された８ヘッド有するディジタルＶＴＲにおける再生走査軌跡（テープ停止時）を示す略線図、第１４図は、この発明の実施の一形態におけるＥＣＣデコーダの一例のブロック図、第１５図は、この発明の実施の一形態におけるＥＣＣデコーダの動作を説明するためのタイミングチャートである。
発明を実施するための最良の形態
以下、高解像度ビデオ信号を磁気テープに記録し、磁気テープから高解像度ビデオ信号を再生するディジタルＶＴＲに対して、この発明を適用した実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。第１図は、この発明の実施の一形態の記録・再生系の構成の一例を示す。第１図は、４個の記録ヘッドおよび４個の再生ヘッドを備えた４ヘッドシステムである。
第１図において、入力端子１には、高解像度ディジタルビデオ信号が入力される。このディジタルビデオ信号が入力フィルタ２に入力される。入力フィルタ２では、（４：２：２）信号を（３：１：１）信号に圧縮するフィルタリング処理がなされる。また、クロック周波数が７４．２５ＭＨｚから４６．４０６２５ＭＨｚへ乗り換えられる。
さらに、入力フィルタ２では、（３：１：１）信号を２チャンネルのデータに変換する。各チャンネルのデータは、４６．４０６２５ＭＨｚのデータレートを有する。この２チャンネルのデータに対して、ＢＲＲ（Bit Rate Reduction）エンコーダ３、４による圧縮符号化、エラー訂正エンコーダ５、６によるエラー訂正の符号化処理がなされる。
この例では、ＢＲＲエンコーダ３、４では、フィールド内圧縮とフレーム内圧縮とを適応的に切り替えるように構成され、さらに、ＤＣＴブロックを単位とするシャッフリングがなされる。フィールド間の動きが多い場合では、フィールド内のデータによりＤＣＴブロックが構成され、一方、フィールド間の動きが少ない場合では、フレーム内のデータによりＤＣＴブロックが構成される。フィールド内圧縮符号化とフレーム内圧縮符号化との切り替えは、例えば１フレームを最小の単位としてなされる。何れの方法で圧縮されたかの情報は、シンクブロックのヘッダおよび補助データの一部のデータとして記録／再生される。
ＥＣＣエンコーダ５、６では、積符号の符号化が行われ、また、シンクブロックが連続する記録データの生成がなされる。まず、外符号の符号化が行われ、ついでテープ上に記録されているシンクブロック単位に、シンクブロックの順番や各種フラグ類が含まれるＩＤ部が付加される。そして、内符号の符号化が行われる。内符号の符号化範囲は、このＩＤ部分を含む。内符号のパリティとシンクブロックの先頭部分を示すシンク信号を含めて１シンクブロックが構成される。１シンクブロックが記録／再生されるデータの最小単位である。後述するように、シンクブロックとしては、ビデオデータ・シンクブロックと、補助データ・シンクブロックとがあり、１トラックに１つの補助データ・シンクブロックが記録される。
ＥＣＣエンコーダ５、６の出力は、記録イコライザ７に供給される。記録イコライザ７からの２チャンネルの記録データが回転トランス８を介して記録ヘッドドライバ９Ｒに供給される。記録ヘッドドライバ９Ｒは、記録アンプおよびヘッドへの記録信号の供給を切り替えるスイッチング回路を有する。記録ヘッドドライバ９Ｒには、記録ヘッド１０、１１、１２、１３が接続され、記録ヘッド１０〜１３により記録データが磁気テープ１４上に記録される。
次に、再生側の構成について説明する。磁気テープ１４に記録された信号が再生ヘッド１５〜１８によって再生される。再生信号が再生ヘッドドライバ９Ｐに供給され、再生ヘッドドライバ９Ｐから２チャンネルの再生信号が得られる。この再生信号が回転トランス８を介して再生イコライザ２０に供給される。再生イコライザ２０によって再生等化され、再生シリアルデータが完成する。同時に再生イコライザ２０では、再生信号に同期したクロックが発生され、データと共にＥＣＣデコーダ２１，２２に供給される。
再生イコライザ２０の各チャンネルの出力信号（再生シリアルデータ）がＥＣＣデコーダ２１、２２に供給される。このＥＣＣデコーダ２１，２２では、入力データの同期検出をして、記録レートからシステムクロックに乗り替え、さらに、テープ上で発生する各種エラーを訂正する。すなわち、ＥＣＣデコーダ２１、２２では、あらかじめ構成されていた誤り訂正符号の内符号の訂正が行われる。内符号は１シンクブロック中に完結する。エラーの大きさが内符号の訂正能力内ならば、訂正が行われ、それ以上のものならば、エラー位置にエラーフラグをセットする。ついで、外符号の訂正に移り、エラーフラグを参照してイレージャー訂正が行われる。大部分のエラーはこれによって訂正しきれてしまうが、テープ長手方向に渡る長大エラーのような場合には、まれにエラー訂正しきれない時がある。その時には、外符号の検出能力範囲での検出が行われて、エラーワードの位置にエラーフラグをセットする。
ＥＣＣデコーダ２１、２２からは、４６．４０６２５ＭＨｚのクロックに乗せられ、シンクブロック単位でデータが出力され、また、ワードエラーフラグが出力される。ＥＣＣデコーダ２１、２２の出力がＢＲＲデコーダ２３、２４にそれぞれ供給される。ＢＲＲデコーダ２３、２４では、可変長符号化の復号、逆ＤＣＴ変換並びにデシャフリングを行い、圧縮符号の復号化を行う。さらに、ＢＲＲエンコーダ３、４でなされたフィールド内符号化／フレーム内符号化と対応して、ＢＲＲデコーダ２３、２４において、フィールド内復号／フレーム内復号がなされる。符号化の種類を示す情報は、補助データ・シシクブロック、およびシンクブロック毎のヘッダ情報（ＩＤ）中に挿入されている。
ＢＲＲデコーダ２３、２４の出力信号がコンシール用のエラーフラグと共にコンシール回路２５に供給される。コンシール回路２５では、再生信号においてＥＣＣデコーダ２１、２２のエラー訂正能力を超えたエラーのコンシールを行う。例えばエラー訂正がなされずに欠損した部分を、所定の方法で補間することでなされる。例えばＢＲＲデコーダ２３、２４において、圧縮を解く際に、エラー位置にセットされているワードエラーフラグからＤＣＴ係数のどの次数のものにエラーが生じているのか判断される。比較的重要度が高い、ＤＣ係数や低次のＡＣ係数にエラーが生じている場合は、そのＤＣＴブロックの復号をあきらめ、次段のコンシール回路２５にコンシールフラグを渡し、そのＤＣＴブロック部分の補間処理が行われる。
コンシール回路２５の出力信号が出力フィルタ２６に供給される。出力フィルタ２６では、クロック周波数の乗り換え（４６．４０６２５ＭＨｚから７４．２５ＭＨｚへ）がなされ、また、２チャンネルの（３：１：１）信号を１チャンネルの（４：２：２）信号に変換する。出力フィルタ２６から再生ビデオ信号が出力される。
入力オーディオデータは、オーディオプロセッサ１９で所定の処理を施され、ＥＣＣデコーダ５、６に供給される。ビデオデータと同様に、１トラックに記録される１チャンネルのオーディオデータ毎に積符号の符号化がされている。
上述した記録ヘッド１０〜１３は、例えば９０Hzで回転する回転ドラム上に取り付けられる。記録ヘッド１０および１２の対、並びに記録ヘッド１１および１３の対は、近接した位置に設けられる。また、記録ヘッド１０および１２のアジマスは、異なるものとされる。同様に、記録ヘッド１１および１３のアジマスは、異なるものとされる。さらに、１８０°で対向する記録ヘッド１０，１１の対が同一アジマスとされる。さらに、回転ドラムには、再生ヘッド１５、１６、１７および１８が設けられる。これら再生ヘッド１５、１６、１７および１８の配置ならびにアジマスの関係は、上述の記録ヘッド１０、１１、１２および１３のものと同様である。
回転ドラムに対して、１８０°の巻き付け角で以て磁気テープが巻き付けられ、記録データは、磁気テープ上に斜めのトラックとして順次記録される。記録ヘッドドライバ９Ｒには、記録アンプと共に、ヘッドの回転と同期して記録信号を切り替えるスイッチング回路が設けられている。再生ヘッドドライバ９Ｐにも、同様に、再生アンプおよびスイッチング回路が設けられている。ヘッドの回転と同期したスイッチングパルス２９が破線で示すように、サーボ回路２８から供給される。さらに、このスイッチングパルス２９は、ＥＣＣエンコーダ５，６、ＥＣＣデコーダ２１，２２に対しても供給される。
記録ヘッド１０〜１３および再生ヘッド１５〜１８にそれぞれ対応して、第１図に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付した場合、記録ヘッド１０、１２により、記録ヘッドＡ、Ｂと対応するトラックが同時に形成され、次に記録ヘッド１１、１３により、記録ヘッドＣ、Ｄと対応するトラックＣ、Ｄが同時に形成される。この発明の実施の一形態では、ビデオ信号の１フレーム（１／３０秒）の記録データは、連続する１２トラックに記録される。互いにアジマスの異なる、隣接した２トラック（ＡおよびＢチャンネル、並びにＣおよびＤチャンネル）を１組としてセグメントが構成される。従って、ビデオ信号の１フレームは、６セグメントからなる。これら６個のセグメントのそれぞれには、０〜５までのセグメント番号が付される。なお、４チャンネルあるオーディオデータは、例えば、各トラックの中央部に、ビデオデータに挟まれるように記録される。
第２図は、この発明を適用できるディジタルＶＴＲの他の例を示す。第２図は、ビデオカメラとディジタルＶＴＲとが一体構成のもので、記録ヘッドおよび再生ヘッドをそれぞれ８個有する８ヘッドシステムである。６１で示すＣＣＤによってカラー画像が撮像され、Ａ／Ｄ変換およびカメラプロセッサ６２により２チャンネルのビデオ信号に変換される。各チャンネルのビデオ信号がＢＲＲエンコーダ６３、６４で圧縮符号化され、ＥＣＣエンコーダ３０、３１に供給される。
ＥＣＣエンコーダ３０、３１によって、各チャンネルがさらに２チャンネルに分割され、４チャンネルの記録データが形成される。記録イコライザ３２、回転トランス３３および記録ヘッドドライバ３４Ｒを介して、８個の記録ヘッド３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２に記録データが供給され、磁気テープ１４上に斜めのトラックとして記録される。
記録ヘッドと同様の再生ヘッド４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０が設けられ、再生ヘッドの出力信号が再生ヘッドドライバ３４Ｐにて４チャンネルの再生信号とされる。この再生信号が回転トランス３３を介して再生イコライザ５２に供給される。再生イコライザ５２の出力がＥＣＣデコーダ５３、５４に供給され、エラー訂正処理がなされる。ＥＣＣデコーダ５３、５４の出力では、２チャンネルの再生データが発生し、これらがＢＲＲデコーダ５５、５６で復号される。
サーボ回路５８からのスイッチングパルス５７がＥＣＣエンコーダ３０、３１、ＥＣＣデコーダ５３、５４、記録ヘッドドライバ３４Ｒおよび再生ヘッドドライバ３４Ｐに供給され、ヘッドの回転と同期したタイミング制御がなされる。
ＢＲＲデコーダ５５、５６で圧縮符号化がとかれた再生データがコンシール回路５９に供給され、訂正できないエラーの補間がなされる。コンシール回路５９の出力が出力フィルタ６０に供給される。出力フィルタ６０によって、（３：１：１）信号が（４：２：２）信号へ変換され、出力ビデオ信号として取り出される。
この第２図に示す構成では、記録ヘッドおよび再生ヘッドが第１図の構成の場合の２倍の個数（すなわち、８個）設けられている。これは、ドラムの回転数を第１図の４ヘッドシステムの場合のものの半分とし、騒音の発生を抑えるためである。すなわち、第２図における４個の記録ヘッド３５〜３８は、同一アジマスであり、記録ヘッド３９〜４２も同一アジマスである。記録ヘッド３５〜３８の組と記録ヘッド３９〜４２の組とは逆アジマスである。記録ヘッド３５（Ａ）および３６（Ｅ）の対、記録ヘッド３７（Ｃ）および３８（Ｇ）の対、記録ヘッド３９（Ｂ）および４０（Ｆ）の対、記録ヘッド４１（Ｄ）および４２（Ｈ）の対は、それぞれ１８０度対向で回転ドラム上に取り付けられている。
そして、記録ヘッド３５、３７、３９、４１がほぼ同時に磁気テープ１４をトレースし、次に、記録ヘッド３６、３８、４０、４２がほぼ同時に磁気テープ１４をトレースする。ドラム回転数を１／２とし、ヘッドの個数を２倍とするので、４ヘッドシステムと同一のトラックパターンがテープ上に形成される。このように、同時に記録されるトラックは４本ずつである。従って、回転トランス３３を通る記録信号は４系統となり、サーボ回路５８から供給されるスイッチングパルス５７によって対向ヘッドが選択される。再生ヘッド４３〜５０も記録ヘッドと同様の関係を有する。
第２図の８ヘッドシステムでは、再生信号は４系統で、第１図の構成の倍の本数であるが、データレートは半分なので、入力段を追加すれば、それ以降は第１図の場合と全く同じ回路で処理できる。また、逆アジマスについても同様の回路で良いので、結局、ＥＣＣデコーダ２１、２２（第１図）とＥＣＣデコーダ５５、５６は、全て同じＩＣで実現できる。この発明は、上述した４ヘッドシステムのディジタルＶＴＲ（第１図）および８ヘッドシステムのディジタルＶＴＲ（第２図）の何れに対しても適用することができる。
磁気テープ上に形成される１トラックのフォーマットを第３図に示す。このトラックは、ヘッドがトレースする方向に沿って、データ配置を表している。１トラックは、ビデオセクタｖ１、ｖ２とオーディオセクタＡ１〜Ａ４とに大別される。１トラック内に記録されるビデオデータおよびオーディオデータを単位として積符号の符号化がされる。ＯＰ１、ＯＰ２は、ビデオデータを積符号化した時に発生する外符号のパリティを示す。オーディオデータを積符号化した時に発生する外符号のパリティは、オーディオセクタ内に記録される。各トラックは等間隔２３３バイトをシンクブロックとする複数のシンクブロックから構成されている。
１トラック内に記録される各データの長さの一例を第３図に示す。この例では、１トラック内に、２７５シンクブロック＋１２４バイトのデータが記録される。ビデオセクタは、２２６シンクブロックである。また、１トラックの時間長は約５．６msである。セクタ間の隙間に無記録部分が挟まっている。この隙間は、エディットギャップと称され、セクタ単位の記録をする際に、隣のセクタを消去してしまうことのないように設けられている。
第４図は、テープ上の１フレーム分の１２本のトラックパターンを示す。各トラックは、第３図に示すフォーマットを有する。また、第４図において、Ｘｔは、テープ走行方向、Ｘｈは、ヘッドトレース方向を示している。隣接するトラックＴｒ０およびＴｒ１が逆アジマスで記録されていることが第４図に示される。また、第４図において、ビデオセクタｖ１内の太線の部分は、補助データ・シンクブロックの記録位置を示している。
補助データ・シンクブロックの記録位置は、テープの幅方向で離れるようにされる。第４図に示す例では、逆アジマスで記録された一対のトラックＴｒ０およびＴｒ１で構成されるセグメント毎に、補助データ・シンクブロックの記録位置を異ならせている。すなわち、０〜５までのセグメント番号のうちで、０，２，４の偶数セグメント番号のトラックでは、ビデオセクタｖ１の終端に補助データ・シンクブロックを記録する。一方、１，３，５の奇数セグメント番号のトラックでは、ビデオセクタｖ１の始端に補助データ・シンクブロックを記録する。
また、第５図は、第４図中の記録領域１２１、１２２および１２３の部分の各シンクブロックのＩＤ０、すなわち、１バイトで表されるシンクブロック番号を示す。１トラック内のシンクブロックは、シンクブロック番号によって、区別可能とされている。
第４図のように補助データ・シンクブロックを記録することによって、テープ長手方向の傷により全ての補助データ・シンクブロックが再生できなくなることを防止できる。なお、第４図の例では、トラックの中央または先頭に補助データ・シンクブロックを記録しているが、トラックの中央と終端、あるいはビデオセクタの途中など、別の場所に補助データ・シンクブロックを記録しても良い。但し、ドラム回転角で９０°程度、離れた位置に記録されることが望ましい。さらに、補助データ・シンクブロックを記録する位置は、トラック上の２ヶ所に限らず、３ヶ所以上でも可能である。その場合、長手傷に対する耐性は更に高くなる。
また、第４図の例では、セグメント毎に記録位置が交互に、つまりトラックの中央、先頭、中央、先頭、・・・というように入れ替わっているが、変化すれば効果があるので、中央、先頭、先頭、中央、・・・等の別の方法も可能である。
さらに、セグメント毎ではなく、トラック毎にこのような入れ替えを実現すれば、等価的に、一つのセグメントにつき２ヶ所に補助データ・シンクブロックが記録されることになるので、変速再生時に補助データ・シンクブロックを読み取れる確率が格段に向上する。それにより、長手のタイムコードに頼らず、一貫して補助データ・シンクブロックらの情報が使えるので、編集点の頭出しなどに有用であり、また長手の方のヘッドや周辺回路を省くことさえも可能となる。
第６図Ａは、ビデオデータに対するエラー訂正符号の構成の一例である。１トラックに記録される量のビデオデータ毎にエラー訂正符号化がなされる。すなわち、この１トラック分のビデオデータが（２１７×２２６）に配列される。この配列の垂直方向に整列する２２６ワード（１ワードは、ここでは１バイト）に対して（２５０，２２６）リード・ソロモン符号の符号化（外符号の符号化）がなされる。２４ワードの外符号のパリティが付加される。外符号を用いることによって、一例として、１０ワードまでのエラー訂正、並びに２４ワードまでのイレージャ訂正を行うようにしている。
また、２次元配列の水平方向に整列する２１７ワード（ビデオデータまたは外符号のパリティ）に対して、２ワードのＩＤが付加される。そして、水平方向に整列する（２１７＋２＝２１９）ワードに対して（２３１，２１９）リード・ソロモン符号の符号化（内符号の符号化）がなされる。その結果、１２ワードの内符号のパリティが発生する。内符号を用いることによって、一例として、４ワードまでのエラー訂正を行い、また、外符号のエラー訂正のためのイレージャフラグが生成される。
なお、オーディオデータに対しても、１トラック中のデータ量は異なるが、ビデオデータと同様に積符号の符号化がなされる。
外符号の符号化がされ、ＩＤを含む外符号の符号化出力に対して内符号の符号化がなされる。内符号の符号化方向にデータが切り出され、ブロックシンクが付加されることによって、第６図Ｂに示すように、２３３バイト長の１シンクブロックが構成される。すなわち、第６図Ａの配列の各行の（２＋２１７＋１２＝２３１）ワードに対して２ワードのブロックシンクが付加される。磁気テープ上には、シンクブロックが連続するデータが必要に応じてディジタル変調の処理を受けてから記録される。
第７図は、テープ上のビデオデータ・シンクブロックと補助データ・シンクブロックとをより詳細に示す。各シンクブロックのＩＤは、ＩＤ０およびＩＤ１の２ワード（２バイト）からなる。ＩＤ０は、シンクブロック番号を示す。ＳＢＮ０がＬＳＢであり、ＳＢＮ７がＭＳＢである。ＩＤ１に含まれる各ビットの規定は、下記のものである。
ａ／ｖ：オーディオセクタ／ビデオセクタ
ｂ／ａ：トラック番号（Ｔｒ０、Ｔｒ１）
０〜５：セグメント番号
Ｆｒｍ／Ｆｌｄ：フレーム内符号化／フィールド内符号化
ＨＱ／ＳＱ：高品質／標準品質
ＳＦＰ：シャッフリングパターン
なお、これらの内、上位３ビット（Ｆｒｍ／Ｆｌｄ、ＨＱ／ＳＱおよびＳＦＰの上位３ビットは、最小の変化単位でも、１フレームであり、１フレーム内の６セグメント（１２トラック）に記録される情報が同一であり、また、補助データ・シンクブロック内に挿入されているものと同一である。
このように、圧縮を解くのに必要なデータをシンクブロックに記録するのは、異なるフレームの画像が変速再生時に混在しても、各シンクブロックの圧縮を解くためである。しかしながら、内符号訂正不能のシンクブロックにおいて、データ本体が外符号訂正されたとしても、ＩＤ１は、外符号訂正の範囲外なので訂正されず、結局そのシンクブロックが使えないことになる。ＩＤ１を多数決論理で判定し、使用できるデータを復元することは可能であるが、回路規模が大きくなる問題が生じる。この発明では、補助データ・シンクブロックを確実に再生できるので、かかる問題を解決することができる。
さらに、各シンクブロック中の２１７ワードのデータ中の先頭の１ワード（ＨＤで示す）は、データヘッダである。このデータヘッダ中には、データの量子化特性等を示す情報と共に、１ビットのシンクエラーフラグが挿入される。
また、第８図は、ＥＣＣデコーダ２１、２２からＢＲＲデコーダ２３、２４に送出されるビデオデータのシンクブロックと、補助データのシンクブロックとを示している。この場合では、内符号のパリティを伝送する必要がない。各シンクブロックがＥＣＣデコーダ２１、２２に入力される時には、ＩＤ０が連続性を持ち、ＥＣＣデコーダ２１、２２において同期検出に連続性が利用されるからである。しかしながら、ＢＲＲデコーダ２３、２４に送出される段階では、シンクブロック番号が不連続となる。従って、第８図に示すように、ＩＤ０のシンクブロック番号の付替を行っている。さらに、ブロックシンクＳＹ０、ＳＹ１と内符号のパリティが除去され、ＩＣ間の伝送エラーを検出するためのＣＲＣの検査コードが付加され、第８図に示すデータ列とされて、ＢＲＲデコーダ２３、２４に送出される。
一方、補助データ・シンクブロックは、第７図に示すように、ＩＤ１の後から２４バイトの重みファクタＷＦと呼ばれる圧縮パラメータが位置し、その次に上位３ビットがＩＤ１と同一の内容のＸＩＤ１が位置し、さらにタイムコードやユーザーデータなどを含むＡＵＸ部（１８２バイト）が位置している。そして、ＢＲＲデコーダ２３、２４に送出される場合では、重みファクタＷＦは、第８図に示すように、各セグメントの先頭に配置されている。
上述したこの発明の実施の一形態において、補助データ・シンクブロックがテープ傷に対して耐性をより高くすることができることを以下に説明する。先ず、第９図に示すように、既存のディジタルＶＴＲでは、補助データ・シンクブロックをトラックの中央部６１（ビデオセクタの最後）に記録していた。なお、Ｘｔがテープ走行方向、Ｘｈがヘッド走査方向、Ｘｒがトレース方向をそれぞれ示す。この場合では、位置６１と一致するような走行方向の傷（長手傷）が付くと、補助データは一切再生できない。その結果、補助データの信頼性が低く、圧縮パラメータのように重要な情報を載せるのは危険であり、タイムコードのように別トラックに冗長に書かれる内容などにしか使えなかった。
これに対して、この発明の実施の一形態では、第４図および第１０図に示すように、偶数セグメントでは、ビデオセクタｖ１の最後の位置６２に補助データ・シンクブロックを記録し、また、奇数セグメントでは、ビデオセクタｖ１の最初の位置６３に補助データ・シンクブロックを記録している。このように、補助データ・シンクブロックの記録位置が千鳥状に交互に位置するので、位置６２あるいは６３に長手傷が発生しても、補助データ・シンクブロックを再生することができる。
次に、上述した第２図に示す構成の８ヘッドシステムについて説明する。第１１図は、通常再生時におけるテープ上のトラックと再生ヘッドの走査軌跡を示す。８ヘッドシステムにおいて、テープが停止状態では、長手トラックに記録されているタイムコードを読み取ることができない。そこで、補助データ・シンクブロックに記録されているタイムコードを再生することが必要となる。
テープ停止状態において、第１２図に示すように、再生ヘッドがトラックを走査すると、既存の方法のように、トラック中央部に補助データ・シンクブロックを記録していると、トラックのキアジマスと再生ヘッドのアジマスが逆となり、補助データ・シンクブロックを再生することができない。再生ヘッドの軌跡をトラックに合うように制御するダイナミックトラッキングを使用すれば、この問題を解決できるが、ここでは、８ヘッドシステムがかかる機能を有していない。従って、停止位置によっては、補助データ・システムブロックを読み取ることができない問題が発生する。
これに対して、この発明の実施の一形態では、補助データ・シンクブロックを千鳥状に交互に位置に記録しているので、長手方向のタイムコードを読み取れない、停止状態でも、補助データ・シンクブロックからタイムコードを読み取ることが可能である。第１３図は、そのときのヘッド軌跡の最悪の例を示している。ダイナミックトラッキング機能がない再生ヘッドの場合、ギャップ幅がトラック幅より広い、いわゆる幅広ヘッドを使うので、図上でヘッド軌跡の中心を表す矢印が、テープ上のトラックに触れていれば、充分な再生レベルが得られる。この第１３図の例だと、Ｃ、Ｇヘッドによってトラック先頭の補助データ・シンクブロックを読み取ることができ、また、Ｄ、Ｈヘッドによってトラック中央の補助データ・シンクブロックを読み取ることができる。
磁気テープから再生されたデータに対する上述のエラー訂正符号化は、ＥＣＣデコーダ２１、２２によりなされる。第１４図は、ＥＣＣデコーダ２１の一例を示し、第１５図は、その動作を示すタイミングチャートである。
再生イコライザ２０からの再生信号は、入力端子８１より入力され、同期検出回路８２によって第７図に示すような配列のデータ列とされる。同期検出回路８２の出力が内符号のデコーダ８３に供給され、内符号訂正される。その結果は、メモリコントローラ８４を介してＳＤＲＡＭ８５に蓄えられていく。これは、第１５図においては７１の過程であり、１トラック分のビデオデータが蓄積されると、外符号デコーダ８６による外符号訂正７３に移行する。
データは、ＳＤＲＡＭ８５からメモリコントローラ８４によって外符号系列に従って読み出され、外符号訂正回路８６に送られ、外符号訂正回路８６から戻ってくる結果は、再びＳＤＲＡＭ８５に書き込まれる。このように、訂正処理の終了したデータは、第８図に示すように、システムの基準タイミングである基準フレームパルス８０から形成されたタイミング７５（第１５図参照）によりＢＲＲデコーダ２３に対して送出される。
オーディオデータは、過程７１の後、ビデオデータとは別のタイミングで、オーディオプロセッサ９０に向けて読み出され、外符号訂正、デシャッフル、エラー補間などの処理が加えられた後、出力端子９１から出力される。
補助データ・シンクブロックが処理される様子を、第１４図および第１５図を参照して説明する。第１５図に示すように、補助データ・シンクブロックは、７２，７６，７８，７９のタイミングで再生される。そのデータは、通常のビデオ・シンクブロックと同様にＳＤＲＡＭ８５に蓄えられ、また外符号訂正がなされる。
基準フレームパルス８０をトリガにしてＢＲＲデコーダ２３に対して送出が開始されるが、それに先立ち、メモリコントローラ８４によって重みファクタＷＦの抽出が実行され、メモリコントローラ８４は、７４で示すタイミングでそれを送り出す。まず、メモリコントローラ８４は、タイミング７２で再生された補助データ・シンクブロックのエラー情報を、ＳＤＲＡＭ８５から読み取る。第１５図から判るとおり、タイミング７２で再生された補助データ・シンクブロックは、内符号訂正と外符号訂正を経ているので、かなりの確率でエラー無しである。エラー無しなら、その補助データ・シンクブロックを読み出し、重みファクタＷＦとそれに続くＸＩＤ１をＷＦメモリ８７に書き写す。
もし、タイミング７２で再生した補助データ・シンクブロックがエラーであれば、タイミング７６で再生された補助データ・シンクブロックをＳＤＲＡＭ８５から読んで、エラー無しなら、その補助データ・シンクブロックを読み出し、重みファクタＷＦとそれに続くＸＩＤ１をＷＦメモリ８７に書き写す。このように、そのフレームの最初のセグメント（セグメント番号＝０）から順に見て行き、エラーのない補助データをＷＦメモリ８７に用意する。
さらに、送出タイミングがタイミング７５ではなく、タイミング７７であるなら、タイミング７８および７９で再生された補助データ・シンクブロックも参照できるので、エラー無しのデータが得られる可能性が非常に高い。それでもエラー無しが取得できない場合は、一般的にビデオデータも非常に多くのエラーを含んでいることが多く、また、この圧縮パラメータは滅多に変化しない性質なので、ＷＦメモリ８７を更新せずに、以前のデータを用いるようになされる。
セレクタ８８によって、ＷＦメモリ８７に書かれたデータは、タイミング７４で示すように、各送出セグメントの先頭に付加され、ＢＲＲデコーダ２３等で、圧縮符号化の復号処理に利用される（第８図参照）。
また、２８バイト目のＸＩＤ１は、通常再生の時だけ利用され、各シンクブロック先頭のＩＤ１の上位３ビットをセレクタ８８において切り替えることで、それに置き換える。こうして、内符号しか掛かっていないＩＤ１も、極めて信頼性の高い情報になる。なお、図示していないが、必要であれば、ＩＤ１を多数決判定する回路を内蔵しており、外部からの設定でそちらを採用するようにしても良い。
上述した置き換え処理は、テープ速度を記録時のものより高速とする、シャトル再生時には禁止されている。シャトル再生時は、テープ上から断片的にしかデータが得られないので、外符号訂正がなされない。その理由は、内符号で訂正不能なら、ＩＤ１もデータ本体もエラーであり、また、複数のフレームが共存するので、再生時間でのフレーム区切りは無意味であるからである。
重みファクタＷＦおよびＸＩＤ１以外の補助データ・シンクブロックの残りの１８２バイトの補助データ（タイムコードが含まれる）は、エラー情報と共に、各セグメント毎に出力端子９２からシステムコントローラに読み出される。タイムコードは、１フレーム内の全てのセグメントに同じ値が書いてあるので、１２回も読み取ることができ、長手タイムコードと併せて、ソフトウェア処理によるエラー無しタイムコードの選択が実現する。こうして極めて信頼性が高く、更新率のよいタイムコードが得られることになる。
このようなタイムコード処理により、上述したように、ダイナミックトラッキングを持たない８ヘッドシステムにおいて、テープが停止状態で長手トラックのタイムコードは読み取れない場合でも、補助データ・シンクブロックからタイムコードを再生することが可能である。
上述の処理では、エラー無しの補助データ・シンクブロックは、送信前に時間を取って、外部メモリ８５から読み出して選択しているが、内符号訂正後や外符号訂正後に、直接取得することも可能である。信号の流れが多少複雑になるが、タイミング的な余裕が得られる。
また、シンクブロック内のデータアサインや、トラック上のシンクブロック数や番号、フレーム中のセグメント数など、フォーマット上の設定、および回路構成は、上述した以外に種々可能である。
なお、以上の説明では、１１２５本／６０Ｈｚのシステムにこの発明を適用させた場合について説明したが、これはこの例に限定されるものではない。例えば、この発明は、フィールド周波数が５９．９４ＨｚであるＮＴＳＣのシステムに適用させることも容易である。この場合には、各インターフェイスならびにクロック周波数を、それぞれ１．００１（＝６０／５９．９４）で除した値とすればよい。
さらに、この発明は、ビデオ信号のみ、オーディオ信号のみの記録／再生に対しても同様に適用することができる。
以上説明したように、この発明は、以下のような効果を奏する。
補助データの確度が高まり、圧縮パラメータの格納に耐える信頼性が得られた。
圧縮を解くのに必要なフラグを、正確かつ簡単に再生できる。
斜めトラックから得られるタイムコードの信頼性を向上できる。
ダイナミックトラッキングを持たない再生ヘッドを使用するシステムでも、テープ停止状態でタイムコードを読むことができる。

Claims (6)

1. 入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号化する手段と、
   圧縮符号化された入力ディジタルビデオ信号に対してエラー訂正符号化を行うとともに、データ単位で区切られた記録データを形成する記録信号形成手段と、
   上記記録データの１フレームをテープ状記録媒体に複数本の斜めのトラックとして順次記録する回転ヘッドとを有し、
   上記記録信号形成手段は、１トラックの記録データとして、上記入力ディジタルビデオ信号を符号化したデータからなる複数のビデオデータ単位と、上記ビデオデータ単位と同一の構成であって、上記入力ディジタル情報信号以外の補助データを含む少なくとも１つの補助データ単位とを形成すると共に、
   上記フレーム毎に変化する上記圧縮符号化を復号するのに必要なデータを上記ビデオデータ単位のヘッダ情報および上記補助データ単位のヘッダ情報にそれぞれ挿入し、
   上記記録媒体上で、上記１フレームのデータを記録するための連続する複数本のトラックにおいて、上記補助データ単位の記録位置が上記トラックのそれぞれの第１の位置と、上記第１の位置と上記トラック長の約１／２離れた第２の位置とに分散されることを特徴とするディジタル情報信号記録装置。
2. 請求項１において、
   隣接するトラックを形成する上記回転磁気ヘッドのアジマスが異なるものとされたことを特徴とするディジタル情報信号記録装置。
3. 請求項１において、
   上記補助データにさらにテープ上の位置を示す情報が含まれることを特徴とするディジタル情報信号記録装置。
4. 入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号化し、
   圧縮符号化された入力ディジタルビデオ信号に対してエラー訂正符号化を行うとともに、データ単位で区切られた記録データを形成し、
   回転ヘッドによって上記記録データの１フレームをテープ状記録媒体に複数本の斜めのトラックとして順次記録し、
   上記記録データを形成する場合に、１トラックの記録データとして、上記入力ディジタルビデオ信号を符号化したデータからなる複数のビデオデータ単位と、上記ビデオデータ単位と同一の構成であって、上記入力ディジタル情報信号以外の補助データを含む少なくとも１つの補助データ単位とを形成すると共に、
   上記フレーム毎に変化する上記圧縮符号化を復号するのに必要なデータを上記ビデオデータ単位のヘッダ情報および上記補助データ単位のヘッダ情報にそれぞれ挿入し、
   上記記録媒体上で、上記１フレームのデータを記録するための連続する複数本のトラックにおいて、上記補助データ単位の記録位置が上記トラックのそれぞれの第１の位置と、上記第１の位置と上記トラック長の約１／２離れた第２の位置とに分散されることを特徴とするディジタル情報信号記録方法。
5. 請求項４において、
   隣接するトラックを形成する上記回転磁気ヘッドのアジマスが異なるものとされたことを特徴とするディジタル情報信号記録方法。
6. 請求項４において、
   上記補助データにさらにテープ上の位置を示す情報が含まれることを特徴とするディジタル情報信号記録方法。

Images