JPH03121684A - デイジタル録画再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録再生装置に係り、特に高画質モードを
実現したディジタル録画再生装置に関する。

〔従来の技術〕

ハイビジョンを初めとする新しい放送方式の実用化を控
え、これを録画再生するための新しい磁気記録再生装置
（以下ＶＴＲと称する）の開発が進んでいる。上記の新
しい放送方式は高画質、高音質を特徴とする方式である
だけでに、そのＶＴＲは従来のアナログ記録方式ではな
くディジタル記録方式にしようという提案も多く、例え
ばテレビジョン学会技術報告第１１巻第２４号（昭和６
２年１０月）Ｐ３７〜Ｐ４２にはその試作例が報告され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ディジタル記録ＶＴＲは従来は放送用を初めとする業務
用の用途を目的として開発されたものが多かった。した
がって家庭用の用途はあまり考慮されなかった。一方、
家庭用ＶＴＲでは十分な品質を有することよりも録画時
間がどれだけ確保できるかの方に重点が置かれていた。

これに家庭用として適当なパッケージの大きさという条
件が加味されると、当然、なんらかの形で最低限必要な
情報を残して記録情報量を制限する必要が出て（る。し
かも小さなパッケージに数時間に及ぶディジタル録画を
行おうとすれば、記録密度的にも再生時に誤り率がそこ
そこ確保できる範囲で高くせざるを得ない。−旦このよ
うな形でデータを圧縮して記録するフォーマットを定め
てしまうと、ディジタル録画の特性から画質が固定され
てしまい、アナログ記録の場合と異なり、その後の技術
発展に応じて画質を向上させることが不可能になってし
まう。従って、その後の記録媒体の進歩によって限界と
なる記録密度が大幅に高くなり十分な余裕ができたとし
ても、画質は従来からの情報の削減された不十分なもの
として残されることになる。

本発明は従来技術における上記問題点に鑑み、ディジタ
ル記１３　Ｖ　Ｔ　Ｒにおける標準モードと両立しうる
高画質モードを実現したＶＴＲを提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、標準モードとし
てディジタル情報の圧縮された記録モードを設定するこ
とによって長時間記録の要求を満たすと同時に、その後
に開発された進歩した媒体に記録するときには、十分な
画質が得られる情報の中から上記標準モードを記録する
際に削除した情報を上記標準モードの情報とともに別の
領域に付加的に記録するように構成した点に特徴がある
。

〔作用〕 上記構成により、長時間記録の要求を満たしつつ、標準
モードの形で記録された情報と高画質モ−ド用に付加的
に記録された情報とを合成することによって、全体とし
ての情報が高画質を再現できる情報となるようにするこ
とができる。

この時、標準モード用情報の記録領域と高画質モード用
付加的情報の記録領域とを分離しておけば、標準モード
のみを有するＶＴＲにおいても従来の標準モードと同等
の再生画質を得ること、すなわち交換性を確保すること
ができる。一方、高画質モードを有するＶＴＲにおいて
は、従来の標準モードを記録再生するための信号処理系
をそのまま高画質モード再生用として兼用することがで
き、ハードウェアの規模を小さくできる。この場合、両
モードともに同じ記録時間を確保するためには実質的に
記録密度を上げなければならないが、先に述べたように
記録媒体の進歩によりそれを可能にすることができる。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

初めに、記録媒体が進歩する前に記録フォーマットが決
定される標準モードについて説明し、次に記録媒体が進
歩した後に導入され標準モードの画質上の問題点を解決
した高画質モード、及び高画質モードと標準モードとを
両立させる方法について説明する。

第２図及び第３図は本発明による標準モードと高画質モ
ードに対応した磁気テープ上に記録されたトラックを示
す説明図である。

第２図において、（ａ）のように標準モード時には比較
的広いトラック幅で記録される（同図中Ａ。

Ｂと示したトラック）が、また（ｂｌのように高画質モ
ード時には標準モードにおけるトラック幅の一部を高画
質付加情ｔｔａ用の記録トラック（図中ａ。

ｂと示したトラック）としている。この場合、狭いトラ
ック幅で同じ容量の情報を記録再生する必要があるが、
このような面記録密度の上昇は記録媒体の進歩によって
実現できる。この場合、隣接トラック同士の妨害を防ぐ
ために標準モード情報記録用ヘッドと高画質モード用付
加情報トラック記録用ヘッドのアジマス角度を互いに異
ならせることが必要である。こうすれば高画質モード再
生時に隣接トラック同士の妨害によるデータ誤り率の増
加が妨げると同時に、標準モード再生時における高画質
モード用トラックからの妨害をも十分減少させることが
できる。

第４図は第２図の記録パターンを実現するための回転シ
リンダ上のヘッド配置の一例を示す側面図である。この
場合、先にテープ上に接触するヘッド、例えば９にたい
して後から接触するヘッド、例えば１３の回転面からの
高さの差がちょうどトラック幅に一致するように設定す
ることによって第２図に示されたいわゆるガードパンド
レス記録が可能となる。また、高画質モード用付加情報
が比較的少なくてすむ場合には記録密度を高くする必要
がそれほどないため記録波長を長くすることができ、同
一トラック上に先に高画質モード用情報を長波長で記録
し、その後標準モード用情報を重ね書き記録するいわゆ
る深層記録をすることも可能である。

第３図に枢−リては、標準モード時の記録トラックと同
じ領域上に高画質用情報すなわち標準モード用情報と高
画質用付加情報とを記録領域を分離し時間軸多重して記
録している図中（ａｌ　（ｂ）でトラックを示すＡ、Ｂ
、ａ、ｂは第２図と同様の定義である。このフォーマッ
トの場合、必然的に線記録密度の上昇を招くが、線記録
密度の上昇は記録媒体の進歩によって実現できる。第２
図のフォーマットに対し、第３図のフォーマットにおい
ては標準モード用情ｆｌｌＩ量と高画質用モード用に付
加される情報量の比を任意に選ぶことができる利点があ
る。

このような高画質用フォーマットで記録されたテープを
標準モードだけを備えたＶＴＲで再生する場合、再生ヘ
ッドによって読みだされるディジタルデータの伝送周波
数は標準モードだけの場合に比べて高くなるが、標準モ
ードに対応する領域を読み取ってからの処理は標準モー
ド時とまったく同じになるため標準モードだけを備えた
ＶＴＲでも再生可能である。

このように、記録媒体の進歩に応じて付加的に高画質実
現のための情報が標準モードのフォーマットを損なうこ
と無く記録でき、従って、標準モードのみを有するＶＴ
Ｒでも高画質モード記録部分を従来と同様に再生できる
。

次に、本発明の具体的実施例を図面を用いて説明する。

第１図は前述した第２図に対応した実施例であって、■
は記録映像信号の入力端子、２は標本化・量子化回路、
３は高能率符号化回路、４．６は伝送路符号化回路、５
，７は記録増幅回路、８゜９．１２．１３はビデオヘッ
ド、１０は標準モードか高画質モードかの選択を指示す
る記録モード制御信号の入力端子、１１は切り替え回路
、１４はテープである。ビデオヘッド８．　９．　１２
　１３はここでは２チヤネルのマルチヘッドの例を採っ
て示している。すなわち、互いに近接した８と１２から
成る第１の２チヤネルマルチヘツドと、９と１３から成
る第２の２チヤネルマルチヘツドが回転シリンダ上の互
いに約１８０ｅ対向して取り付けられている。もちろん
−船釣には３チヤネル以上でも、あるいは１チヤネルで
も本発明の効果は変わらない。磁気テープ１４は、この
回転シリンダに約１８０　’巻回されており、キャプス
タン（図示せず）によって駆動されて走行する。

その動作をまず標準モード時について説明する。

入力端子１より入力された記録映像信号（アナログ信号
）は標本化・量子化回路２において規定のクロック周波
数（標本化周波数）の周期に応じて標本化され、次いで
規定のビット数例えば８ビツトで量子化される。その後
、高能率符号化回路３で信号の冗長性を利用した伝送ビ
ット数の低減が施され、伝送路符号化回路４で誤り訂正
符号が付−加され、また直流成分低減のための符号変換
が行われたのち、記録増幅回路５、ビデオヘッド８゜９
を介して磁気テープ１４上に記録される。

次に高画質化モード時における動作を説明する。

高画質化モード時には、先に説明した標準モードに対応
した処理以外に下記構成が付加される。

まず、標準モード時に使用した高能率符号化回路３にお
いて標準モードでは切り捨てていた情報を別途取出し、
その後、標準モードの信号経路と同じく伝送路符号化回
路６で誤り訂正符号が付加され、また直流成分低減のた
めの符号変換が行われたのち、記録増幅回路７及び高画
質モード時のみ導通する切り替え回路１１を通り、ビデ
オヘッド１２．１３を介して磁気テープ１４上のビデオ
ヘッド８，９によって記録された領域とは別の領域に記
録される。ただし、標準モード用ヘッドで先に記録した
後に高画質モード用ヘッドにて標イ１チモード用トラッ
クの一部に重ねていわゆるオーバライド記録することも
なんら差し支えない。この場合、標準モードにて伝送記
録される情報と高画質モード時のみ伝送記録される情報
を合わせた全ての情報を用いれば、当初標本化・量子化
された全ての画像情報が再現できる様に高能率符号化回
路３が構成されていればよい。

次ち、標本化・量子化の具体的な例を数値を用いて説明
する。まずハイビジョン信号（以下、Ｉ」Ｄと称する）
の場合について述べる。ＨＤ信号の水平走査周波数ｆ、
ｌは３３．７５ＫＨｚ　（垂直同期周波数６０Ｈｚの１
１２５／　２倍）であるが、標本化周波数は画面上で標
本点が整列するようにその整数倍に採ることが望ましい
。信号の帯域幅が約３０旧）Ｚあることを考慮して、標
本化周波数はその２倍以上の６４．８Ｍ１ｌｚ　（１９
２０ｆ、Ｉ）とすることが多い。量子化ノイズＮ９に対
するＳ／Ｎ　（６Ｎｑ＋１０．８ｄＢ）が全く問題とな
らない値として８ビツトとすることが多い。

現行のＮＴＳＣ信号の場合、水平走査周波数ｆｉｌは４
５００／２８６ＫＨｚ　（約１５．７３４にＨｚ）であ
るが、標本化周波数はその整数倍に採ることが望ましい
。

そして一般には標本化周波数は４ｒｓｃ（９１０ｆｏ　
。

ただしｆ３ｃは色度信号副搬送波周波数で４５５／２ｒ
□）もしくは１３．５ＭＨｚ　（８５８ｆｏ　）　、ｆ
ｆ１ｔ子化ビツト数は８ビツトとすることが多い。

このようにして標本化・量子化された情報を処理する高
能率符号化回路３の具体的構成例を説明するゆ 第５図は高能率符号化回路のブロック図であり、以下、
水平方向４画素、垂直方向４ラインを直交変換する場合
を例に採って説明する。

同凹において、入力端子１０１より入力された映像信号
をディジタル化した信号は、例えば４水平周期以上の容
量を持つメモリ１０４に蓄えられ、直交変換回路１０５
で１６６画素単位とした直交変換を施されたのち並列直
列変換回路１０６で直列データとされ、出力端子１０７
へ送出される。

一方、入力端子１０２からはクロックパルスが、入力端
子１０３からは１６６画素とのリセットパルスが、入力
され、動作タイミングを与える。また入力端子１０８か
らはモード制′４１■信号が入力され、標準モード記録
時か高画質モード記録時かによって直交変換後の各項の
ビット割当てを切り替える。

水平方向、垂直方向各４画素の計１６画素を直交変換し
た後の係数行列を第６図ｆａ）のように表す。

ここでａ、は前記した重心型（直流成分ＤＣ項）である
。他の係数は差分項（ＡＣ項）であるが、一般にそのサ
フィックスの小さいものほど情報としての重要度が高い
。例えば１６６画素を計６４ビットでビット割当てする
と、第６図（ｂｌのように割り当てることが推奨されて
いる（この例はアダマール変換の場合であるが、離散余
弦変換などもほぼ同様である）。これを高画質モードで
用いたとすれば、標準モードでは第６図（Ｃ１の様にビ
ット割当てして１６画素計３２ビットすれば良い。ここ
で重心型ａ、はもちろん、差分項でも重要度の高いａ１
□、ａｔｌ等については割当て数を変えぬほうがよい。

ここで、第１図の場合について考えるなら、例えば記録
ヘッド８．９では第６図（ｂｌのａ１１＋　ａ１２＋　
ａＺＩ＋　”ｌ：ｌ＋　ａＺＺ＋　３３１項（計３２ビ
ット）を、記録ヘッド１２．１３ではその他の項（計３
２ビット）を記録すれば良い。このように分割記録すれ
ば、標準モード時の記録情報量と高画質モード時に付加
的に記録する情報量とを同一にすることができ、標準モ
ード時の記録トラック幅を２分することによって両トラ
ックの面記録密度と線記録密度を揃えることができるた
め、記ｔ、Ａ媒体の面積を最も有効に利用することが可
能になる。以上の説明では水平方向４画素、垂直方向４
ラインの場合について述べたが、一般に水平方向ｍ画素
、垂直方向ｎラインの場合にも同様に拡大することがで
きる。

次に高能率符号化回路３の他の具体的構成例について説
明する。前記直交変換と同様に広く用いられているデー
タ圧縮方式がサブナイキストサンプリングである。この
方法は、量子化後の画素を例えば第７図に示すようなパ
ターンで間引いて伝送する方式である。ここで、伝送さ
れる画素データは◎で、伝送されない画素データは○で
表されている。この方法で所要伝送情ｆｌｌｉｆｆｉは
半分になる。

再生側では間引かれた情報を隣接する画素から推定して
補完する必要があるが、失われた情報を常に再現できる
訳ではなく、絵柄によってはその副作用が顕著に現われ
ることもある。そこで、間引かれて伝送されない情報（
第７図の○）をまとめて高画質モード用のトラックに記
３．工して伝送すれば標準モード用データと合わせて完
全な再生画を得ることができる。

次に、本発明の他の実施例を図面を用いて説明する。

第８図は前述した第３図に示した記２．にパターンに対
応した記録回路の回路構成図である。ここでは入力端子
１０から入力されるモード切り替え制御信号が高能率符
号化回路３に供給されており、高能率符号化回路３では
モード切り替え制御信号に応じて伝送路符号化回路４に
供給する情報形式を切り替えている。すなわち、標準モ
ード時には第１図の場合と同様の情報たとえば前記第６
図（ｂｌの”Ｉｌ＋　　ａｌ！＋　　ａ２１＋　　ａｌ
ｊ＊　　ａ２Ｚ＋　　ａ：１１項（計３２ビット）を出
力し、高画質モード時には上記標！１ζモードに対応す
る情報（３２ビツト）と、高画質モード時に付加的に記
録される情報たとえば第６図（ｂｌに示された項のうち
上記重心型３２ビット分を除いたその他の項（計３２ビ
ット）とを時分割多重の形で出力するように構成されて
いる。

この場合、標準モード時と高画質モード時とはデータの
伝送レートが異なることになるが、再生時にクロック再
生が可能なようにデータストローブ用ＰＬＬの引込み範
囲を設定するか、あるいは２種類のクロック周波数に対
応した２種類のＰＬＬを用意すれば良い。また、上記デ
ータストローフ用ＰＬＬの引込み状態を監視することで
、簡単に再生モードの判別及び再生回路のモード切り替
えが可能になる。

映像信号に対応した音声信号に関しても両モード間で互
換性があることが必要であるが、音声信号に対しても映
像信号と同様に高能率符号化を行い２系統に分離して記
録することはシステム規模を増大させるため好ましくな
い。もともと、映像信号に比べて極めて少ない情ＩＩし
か持たない音声信号の記録領域は映像信号に比べて微々
たるものであるから、初めから標準モード記録用トラッ
ク上に記録しておいても高画質用情ｔ口記録トラックと
の間に著しい情報量の不均衡は生じない。このような記
録を行えば、高画質モードで記録された部分を標準モー
ドのみを有するＶＴＲで再生したときにも音声再生が可
能になる。

なお、第２図及び第３図において、面記録密度をいきな
り２倍に高めることが困難な場合には、トラック幅を標
準モードに比べてやや広めに選ぶこともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、標準モードと高
画質モードとが両立したシステムを構成することができ
、標準モード専用機においても高画質モードで記録され
た部分の再生が可能であり、さらに、高画質モード機に
おいてもハードウェアの共用化によってシステム規模を
小さくできるなど、その効果は極めて大であって、前記
従来技術の欠点を除いて優れた機能のディジタル映像記
録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の記録回路を示す回路構成図
、第２図および第３図は本発明による磁気テープ記録パ
ターンの一例の説明図、第４図は第２図に示した記録パ
ターンを実現するための回転シリンダ上のヘッド配置の
例を示す側面図、第５図は高能率符号化回路の構成例を
説明するブロック図、第６図は直交変換した後の係数行
列の一例の説明図、第７図はサブナイキストサンプリン
グ方式の伝送画素データの説明図、第８図は第３図に示
した記録パターンを記録する記録回路のブロック図であ
る。 ２−−−−一標本化・量子化回路、３−−−−一高能率
符号化回路、４．６−−−−−−伝送路符号化回路、８
，９標準モード情報記録用ヘツド、１２．１３高画質モ
ード付加情報記録用ヘッド。 第１図 （ａ）Ｊ？溝ルーＦ 第２図 （ｂ）高旦潰し−Ｈ。 １４−ｒ−ア ′Ｘ−Ｘ−ワー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、映像信号をディジタル情報として記録媒体上に記録
   するディジタル録画再生装置において、標準モードと高
   画質モードの少なくとも二つの記録モードを有し、高画
   質モードは上記標準モードの情報に付加情報を加えた形
   態で記録する手段を備えたことを特徴とするディジタル
   録画再生装置。 ２、映像信号をディジタル情報として記録媒体上に記録
   するディジタル録画再生装置において、互いに異なる記
   録特性を有する記録媒体の種別に応じて標準モードと高
   画質モードの少なくとも二つの記録モードを切り替える
   手段を備え、該高画質モードは上記標準モードの情報に
   付加情報を加えた形態で記録することを特徴とするディ
   ジタル録画再生装置。３、請求項１又は２において、上
   記付加情報は、標準モードの情報とは記録媒体上で別の
   領域に記録する手段を備えたことを特徴とするディジタ
   ル録画再生装置。 ４、映像信号をディジタル情報として記録媒体上に記録
   するディジタル録画再生装置において、標準モードと高
   画質モードの少なくとも二つの記録モードを有し、該高
   画質モード時には、上記標準モードの情報を記録するト
   ラックに隣接するトラック上に上記標準モードの情報に
   対する付加情報を記録する手段を備えたことを特徴とす
   るディジタル録画再生装置。 ５、請求項４において、上記標準モードの情報を記録す
   るトラック用ヘッドのアジマス角度にたいして、少なく
   とも隣接して記録される上記高画質モードの情報を記録
   するトラック用ヘッドのアジマス角度を異ならせたこと
   を特徴とするディジタル録画再生装置。 ６、映像信号をディジタル情報として記録媒体上に記録
   するディジタル録画再生装置において、標準モードと高
   画質モードの少なくとも二つの記録モードを有し、該高
   画質モード時には、同一トラック上に上記標準モードの
   情報を記録する領域と上記標準モードの情報に対する付
   加情報を記録する領域とを分離して記録する手段を備え
   たことを特徴とするディジタル録画再生装置。 ７、請求項４において、各記録モードで共通に使用され
   る記録用のマルチチャネルヘッドを有し、標準モード記
   録時においてはマルチチャネルヘッドのうちの一部のチ
   ャネルの記録パターンが記録媒体上に残り、高画質モー
   ド記録時においては該マルチチャネルヘッドのすべての
   チャネルの記録パターンが上記記録媒体上に残るごとく
   構成したことを特徴とするディジタル録画再生装置。 ８、請求項１又は２において、高能率符号化手段を有し
   、該高能率符号化手段によつて符号化された情報のうち
   、少なくとも重心項となる情報を標準モードにおいて記
   録することを特徴とするディジタル録画再生装置。 ９、映像信号をディジタル情報として記録媒体上に記録
   する装置において、標準モードと高画質モードの少なく
   とも二つの記録モードを有し、音声信号を上記標準モー
   ドの情報を記録する領域に記録する手段を備えたことを
   特徴とするディジタル録画再生装置。