JPH04150682A - 画像情報記録密度の向上方法 - 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】 口産業上の利用分野］ ビデオ、ディスク、ＶＴＲ等の様に、広周波数帯域画像
信号と、それと比較して狭周波数帯域の狭信号を同時に
配録再生するシステムに於て、この発明は配録媒体の記
録空間密度を上げる方法に関するものである。

特にビデオ、ディスク或はＶＴＲ等或はそれを使用して
いる各種システム、特にＣＡＩに於て本発明は極めて有
用である。

［従来の技術］ 例へばビデオ、ディスクの場合は、円盤上にスパイラル
状のトラックを作り、各トラック上に小さい凹孔を並べ
、その孔の間隔の変化で画像信号を表現するのであるが
、従来記録密度を上げるには、主として、帯域圧縮信号
処理技術により画像信号の周波数帯域を小さくすると同
時に、孔を小さくし、孔間隔及びトラック、ピッチを小
さくする事により配録密度を上げて来た。

又ＶＴＲの場合は、磁気ヘッドのギャップ間隔を小さく
しなり、ヘッド、コアー材質を改善したりして、記録密
度を上げて来た。

これ等は、それなりの成果を上げ、初期に比較すると記
録密度は大幅に改善されたが、これ以上の改善には相当
な困難を伴う。

〔発明が解決しようとする課題］ ビデオ　ディスク、ＶＴＲ等の記録画面の流れをよく見
ると、画像は同じで、或は殆ど同じで、音声或は画面ス
ーパー文字　記号（以下これを狭信号と呼ぶ）だけ興な
る画面が連なる事がよくある。特にＣＡＩ等の場合は、
その様に画面を構成する事が可能な場合もよく有る。

この様な場合、連続する（ト１）ゲの画面の画像が等し
いとすると、これ等の両面については、狭信号は異なる
が画像信号は何れも等しい、それならば、多くの記録ス
ペースをさいて、その画像信号を企画面分記録する必要
はなく、１画面分だけ記録し、他の記録スペースには狭
信号だけを、　１トラック或小数トラックにまとめて記
録すれば、その分だけ記録スペースが少なくて済み、即
ち記録空間密度は向上する。

［課題を解決するための手段］ 画像信号と狭信号を同時に記録再生するシステムに於て
、連続する２つの対応画面の画像が等しいか否かを常に
検査し、等しくない場合は画像信号と狭信号を、そのシ
ステム本来の記録方法で記録するが（このトラックを普
通トラックと呼ぶ事にする）、もし連続するＯ１＋１）
ケの対応画面（ＮはＮ≧１の正の整数とする）の画像が
等しい場合は、最初の１画面は画像信号と侠信号をその
システム本来の方法で記録するが、次の８画面分の画像
信号は記録せず、８画面分の狭信号だけを多重記録し１
或は小数のトラックに収めるく尚これを狭トラックと呼
ぶ事にする）、即ち普通トラックは画像信号と狭信号が
このシステム本来の記録方法で記録されているが、狭ト
ラックには狭信号だけが多重記録されているのである。

もしＮが大きな数字で８画面分の狭信号が１トラックに
入り切らない場合は１次のトラックも狭トラックとして
使ってもよい。

更に侠トラックの前の画面の画像信号の垂直帰線期間の
テレビ動作に影響のない水平期間（第４図嘗照）に、侠
トラックの信号種別（音声信号か画面スーパー文字、記
号等の種別）、狭トラック数、多重狭信号チャンネル数
等の狭トラック制御信号を配録しておく、ここに画面と
は普通はフレームを指すが、フィールドを指すと考えて
もよい。

次に連続する２つの対応画面の意味について第一図を参
照して説明する０画面をフレームとした場合は、Ｂ１と
Ｂ２は連続した２つの対応画面である。また画面をフィ
ールドした場合は、Ｂｌｌと　Ｂ２１或はＢ１２と　Ｂ
２２は連続した２つの対応画面である。

画像信号が等しい２つの画面を等画面と呼ぶ事にする。

連続する（ト１）ケの等画面部分の情報再生に当たって
は、最初の１画面分は、そのシステム本来の情報再生方
法によって再生する。狭トラック制御信号の検出は常時
行われねばならない。

この信号が検出されない時は１次には狭トラックは無い
から、そのシステム本来の方法で画像信号や狭信号を再
生すればよいが、今それが検出されたとすると、その画
面は狭トラックの前の画面であり、そこから再生された
１フレ一ム分或は１フイ一ルド分の画像信号は必ずメモ
リーに記憶して置かなければならない、又その狭トラッ
ク制御信号により、次の狭トラックの数チャンネル数、
信号種別等の狭トラック情報が分るから、それに従って
次の狭トラックから狭信号をチャンネル順に再生してい
く、一方それに対応する画像信号はメモリーから引き出
して、常に画像信号と狭信号が同時に再生回路へ供給さ
れる様にする。

［作用］ 連続した（Ｎ＋１）ケの等画面が有ったとする。

もちろん画面は画像信号と狭信号を含むものとする。又
Ｎヶの画面期間の狭信号は多重記録するわけであるが、
それを記録するのに少なくともｄトラック必要であると
する。そうすると、そのシステム本来のＥ録方法による
場合、　１画面１トラックとすると（Ｎ＋１＞　トラッ
ク必要であるが、本発明によると（ｄ＋１））ラックあ
ればよい。

同じ走査方法の２つがめんの画像信号振幅値を８ビット
ＰＣＭで表した場合、対応サンプリング点の瞬時振幅値
を対応ビット毎に比較して、最下位桁からＸビット迄を
除外して、それ以外の全ビットが等しく且つ画面全サン
プリング点にわたって等しい場合、その２つの画面は等
しい或は等画面と呼び、その瞬時振幅値差は画面の最大
瞬時振幅値に対して（２”／２−・２−／２５６）に等
しいか或はそれより小さい、この比較から除外する限界
値Ｘをクリッピング、レベルと呼ぶ事にする。

ＮはＸによって異なり、　Ｘを大きくするとＮも大きく
なるが連続等画面の再生画質が低下する。尚ＮはＮ２２
の正の整数である。ｄは狭トラック内の狭信号多重方法
によって異なり、それを小さくすると狭信号の質が低下
する。尚ｄはｄ≧１　の正の整数で次式が成立する。Ｎ
≧ｄ、従ってこの発明を使用すれば、　この等画面部分
だけでも　（Ｎ＋１　）　−（ｄ＋１）　＝Ｎ−ｄ　　
だけ記録トラック数が節約出来る。

上記は１画面１トラックとしたが、１画面２トラックの
場合は、この発明を使わなければ、２（Ｎ＋１）トラッ
ク、本発明を使うと、　（ｄ＋２）トラック必要である
。従って節約出来るトラック数は（２）Ｉ−ｄ）　）ラ
ック、又２画面１トラックの場合は、本発明を使わなけ
れば、０．５（！ｌ＋１）、本発明を使うと（ｄ＋０．
５　＞　、　　節約出来るつトラック数は、　＜０．’
Ｊ−ｄ）　）ラックである。これ等は概略値で、画面を
フレームとするかフィールドとするかによって異なる。

然し何れにしても程度の差はあるが、本発明を使えばト
ラック数は節約出来る。

［実施例］ 本発明を、１画面が１フレームで１トラックのビデオ　
ディスクに適用した場合に付いて考えて見る。

実施例の記録装置のブロック図の要部を第２図に、その
動作説明図を第３図に示す。

第３（＾）図はＰＣＭでの入力ＮＴＳＣ方式映像信号を
示し、１区画が１画面即ち１フレームである。この図で
は連続７画面の影像信号が等しい場合を示し、その部分
は斜線でマークしである、又その画面にＥ号を付け、連
続等画像信号を、Ｂ１、　Ｂ２．　Ｂ３．・・・Ｋ、そ
うでない画像信号を、Ａ（Ｎ−１）、　ＡＭ、　ＣＩ、
　Ｃ２，Ｃ３，・・・で示す。

第２．３図に於て、Ｖ＋にＮＴＳＣ方式テレビ映像信号
が入力したとする。それがＡ／Ｄコンバーター２０１で
８ビットＰＣＭに変換されてｖ２信号になる。これを第
３（Ａ）図に示す。

ｖ２信号は１フレーム遅延素子２０２により、１ｗ面分
時閏が遷れてｖ３信号になる。これを第３（Ｂ）図に示
す。

ｖ３信号を１フレーム遅延素子２０３で更に１画面分遅
延させたのがｖ４信号であり、この波形を第３（Ｃ）図
に示す。

ｖ４信号を１フレーム遅延素子２０７で更に１画面分遅
延させたのがｖ８信号であり、この波形を第３（Ｄ）図
に示す。

第３図の各時間間隔に番号を付け、これを１２　３、　
４．　５．　６．　　とする、　　これを第３（Ｇ）図
に示す。

第３（Ｈ）図は各スイッチの制御信号波形を示す０例え
ばスイッチ２３１は、制御人力Ｐ１がＨ（但しＨとは高
電位のこと）の期間は入力Ｈラインが出力ラインに連結
し、ＰｌがＬ（但しＬとは低電位のこと）の期間は入力
しラインが出力ラインに連結する。　　他のスイッチ２
３２２３３、２３４．２３６．２３７．２３８．に付い
ても同様である。

比較回路２０５で、連続する２つの対応画面からの対応
サンプリング点の瞬時振幅値を比較して、その２つの画
像信号が等しいか否かを常に検査している。尚クリッピ
ング、レベル設定回路でクリッピング、レベルＸを予め
設定しておく。

比較回路出力Ｐラインは、もし２つの画像信号人力ｖ２
とｖ７が等しい場合はＨレベル、そうでない場合はＬレ
ベルになる。

比較回路出力Ｐラインはスイッチ、パルス発生回路　２
２２　へ入り各スイッチへそれぞれの制御パルスを供給
する。

フレーム、メモリー２０４は第３（Ｇ）図　２の期間に
ｖ４信号Ｂ１を記憶し、その内容は第３図３．４　　期
間にＶ７に出力し、第３（＾）図のＢ４．Ｂ５．Ｂ６．
Ｂ７．ＣＩ各映像信号と比較する。

１フレーム遅延素子　２０２．２０３，２０７゜により
３フレ一ム時間遅延した信号は、第３（Ｇ）図　１．２
．３の期間ニｖ９へ出て行き、Ｄ／Ａコンバーター　２
１１　でアナログ信号になり、加算回路　２１２　で音
声信号と一緒になり加算回路　２１３　で音声トラック
制御信号を第４１！ｌ指定位置に挿入して記録ヘッドに
供給し、ディスクに記録する。尚その信号は第３（Ｆ）
Ｉ！ｌの様な配置になる。

Ｓｌに入力した音声信号は１フレーム遅延素子２１５．
２フレーム遅延素子　２１６　で３　フレーム時間遅延
しＢ３に入る。

第３（Ｇ）図　１．　２．　９　期間に５３のＡ（Ｎ−
１）、Ａ）Ｉ、Ｂ１、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３，・・・各画像
に付随する音声信号は、変調回路　２１７　で、そのシ
ステム本来の音声副搬送波を変調して　Ｂ５に出力する
。

一方、１フレ一ム時間遅延音声信号Ｓ２は、第３（Ｇ）
図　２．３．４　　期間には、Ｂ２の　Ｂ２゜Ｂ３．　
Ｂ４．　Ｂ５．　Ｂ６．　Ｂ７各画像に付随する音声は
スイッチ　２３７　を通って音声多重回路　２１８　に
入り音声多重信号になる。多重方法には種々な方法があ
るが、例へば周波数分割多重では、１フレ一ム期閏毎に
異なる副搬送波を作り、それを各フレーム音声信号で変
調してメモリー２１９へ記憶し、それをスイッチ２３８
で第３（Ｇ）図　６　期間に一挙に３１０へ出力する。

！ｉ５．３１０各音声信号を加算回路　２２１で一緒に
して、加算回路　２１２　で映像信号に加え、更に加算
回路　２１３　で音声トラック制御信号を加えて、記録
ヘッド　２１４　へ供給してディスクに記録する。尚デ
ィスク上の情報配置状況は第３（Ｐ）図の様になる。

第３（Ｅ）図は、画像及び音声信号の記録タイミング図
を示す、第３（Ｇ）図　１．２．３　　各期間中画像信
号＾（Ｎ−１＞’、＾Ｎ、　Ｂ１、　Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３
，・・・は、それに付属する音声信号５Ａ（Ｎ−１＞、
　ＳＡＷ、　ＳＢＩ、　ＳＣＩＳＣ２，ＳＣ３，・・・
と共に記録される。又画像信号Ｂ２　Ｂ３．Ｂ４、…Ｂ
７に付属する音声信号ＳＢ２゜ＳＢ３．　ＳＢ４．・・
・ＳＢ７は第３（Ｇ）図　２．　３．　４期間に多重化
せられて一旦音声メモリー２１９に記憶され、第３（Ｇ
）図　６　期間に一括記録され、これによって出来たト
ラックが音声トラックである。尚第３（Ｇ）４．５　　
期間中記録ヘッドはスチル動作する。

実施例の再生装置のブロック要部図を第５図に示す。

再生ヘッド　５０１　からの再生信号ｗ５１はディスク
信号処理回路　５０２　を通って標準ディスク信号Ｖ５
２になる。

音声トラック制御信号取り出し回路　５０３ではＷＳ２
の垂直帰線期間所定位置に音声トラック制御信号が有る
か否かを常に検査し、無い場合はそのままにしておけば
よいが、もし有る場合は、　それを音声トラック制御信
号処理回路５１５　へ導き各部制御信号を作り各回路を
制御する。

１北音声トラック制御信号が検出された場合は、次のト
ラックは音声トラックであるから、その処理をしなけれ
ばならない、それをするのが音声トラック信号分離回路
　５０４　であり、その信号を　８５１とする。　この
信号は１フレ一ム分毎多重信号になっているから、音声
トラック信号処理回路　５０８　に導き、そのシステム
本来の音声変調信号に変換して、音声メモリー５０９　
に記憶させる。

音声メモリー　５０９　からの音声信号は、音声トラッ
クに記憶した順に即ちＢ２−Ｂ３−Ｂ４−・・−Ｂ７の
順に出て行く、これが８５３である。

第３（Ｆ）図に於ける音声トラック以外のトラックから
の信号は、音声分離回路　５０５　で映像信号Ｖ５１と
音声信号Ｓ５２に分離される。

上記２つの音声信号９５２と　５５３は加算回路５２２
　で−緒になり音声信号処理回１！　　５１０で普通の
音声信号になり出力して行く、これが８５５である。

映像信号は、もしそれが第３（Ｆ）図Ｂ１以外の場合は
、そのまま映像信号として出力して行くが、もしＢ１信
号の場合は、−旦フレームメモリー　５０６　に記憶さ
せ、音声トラック信号と対にして順次出力して行く、　
こりがＶＳ２である。上記映像信号Ｖ５５と音声信号Ｓ
５５は、普通のテレビの映像回路及び音声回路へ供給さ
れるのである。

以上は１画面１フレーム１トラックのビデオディスク、
システムについての実施例であるが、２画面２フレーム
１トラックのビデオ、ディスク　システム或は１画面１
フレーム２トラックのＶＴＲの場合も殆ど同様に本発明
は適用出来且つ記録空間密度は向上する。

〔発明の効果］ 画像信号と狭信号を同時に記録、再生するシステムに於
て、連続する（トｌ）ケの画面の画像が等しい事が検出
された場合、そしてＮ画面分の狭信号が少なくともｄト
ラックに記録可能な場合、従来の記録方法ではＮ＋１ト
ラック必要であったが１本発明によると　ｄ＋１トラッ
ク有ればよい、従ってＮ−ｄ　）ラックだけ少なくてす
む。

一般にＮ）ｄであるから相当多くのトラックが節約出来
、記録空間密度は非常に向上刷る。

但しこれは１画面１フレーム１とラックの場合であるが
、１画面１フレーム２トラックのＶＴＲの場合は、本発
明を使わないと　２（Ｎ＋１）トラック、使うとく２÷
ｄ）　）ラック、又２画面２フレーム１トラックの場合
は、本発明を使わないと　０．５（Ｎ＋１＞　）ラック
、使うと　０．５＋ｄ有ればよい。

広周波数帯域の画像信号と狭周波数帯域の狭信号を同時
に記録再生するビデオ、ディスク或はＶＴＲ等の記録再
生システムに於て、一般に、記録密度が上がれば、記録
媒体のサイズは小さくても、長時間再生する事が可能で
あるばかりでなく、特にＣＡＩの様な場合は、記録容量
、検索速度、価格によって、その価値が決まると言われ
ているが、一般に記録容量を上げようと思へば媒体のサ
イズは大きくなり、従って検索速度は低下するので、こ
の様な装置に於て、この発明は非常に大きなメリットと
なるものと思われる。

【図面の簡単な説明】

ここに示す図は１画面１フレーム１トラックのビデオ、
ディスク、システムに本発明を適用した場合の実施例の
要部図及びその説明図である。 第１図は対応両面の説明図である。 第２図は記録システムのブロック図の要部を示す。 ２０１　はＡ／Ｄコンバーター ２０２．２０３　　は１フレーム遅延素子２０４は１フ
レ一ム画像メモリー ２０５　は８ビツト、ディジタル比較回路２０６　はク
リッピング、レベル設定回路２０７　は１フレーム遅延
素子 ２０８　は音声トラック制御信号発生回路２０９　は記
録ヘッド制御信号発生回路２１０　は記録ヘッド制御回
路 ２１１　はＤ／Ａコンバーター ２１２．２１３　　は加算回路 ２１４　は記録ヘッド ２１５　は１フレーム遅延素子 ２１６　は２フレーム遅延素子 ２１７　はこのシステム本来の音声変調回路２１８　は
音声多重回路 ２１９　は等画面期間の音声メモリー ２２１　は加算回路 ２２２　はスイッチ、パルス発生回路 ２３１．２３２，２３３．２３４，２３６゜２３７．２
３８．　　は何れもスイッチで、制御入力がＨの時はＨ
入力が出力に連 り、制御入力がＬの時はＬ入力が出 力に連る。 第３図は第２図の動作説明図である。 ３（＾）図はディジタルになった映像入力信号で、第２
図ｖ２の波形である。 ３（Ｂ）図はｖ２より１フレ一ム時間遅延した映像信号
で、第２図ｖ３の波形で ある。 ３（Ｃ）２は■２より２フレ一ム時間遅延した映像信号
で、第２図ｖ４の波形で ある。 ３（Ｄ）図はｖ２より３フレ一ム時閏遅延した映像信号
で、第２図ｖ８の波形で ある。 ３（Ｅ）１１１１１は記録波形即ち賀２での波形であり
、なみ形は音声信号を表す。 ３（Ｆ）図は記録トラック上の信号配置図である。なみ
形は音声信号を表す。 ３（Ｇ）図は、上記各波形の時間区間に名称をつけた図
である。 ３（Ｈ）図は、各スイッチ　２３１．　２３２゜２３３
　２３４．２３６．２３７゜ ２３８、の各制御入力Ｐ１．　Ｐ２．　Ｐ３゜Ｐ７．Ｐ
４．Ｐ５．Ｐ６のパルス概略波形をしめす。 第４図は記録トラック上での映像信号、音声信号及び音
声トラック制御信号の概略 配置を示す。 第５図は再生装置実施例のブロック図の要部を示す。 ５０１　は記録ディスクからの情報再生ヘッド５０２　
はディスク信号処理回路でヘッドからの信号を正規のデ
ィスク信号にする回 路である。 ５０３　は音声トラック制御信号取り出し回路５０４　
は音声トラック信号取り出し回路５０５　は音声分離回
路 ５０６　は映像信号フレーム、メモリー５０８　は音声
トラック信号処理回路で、音声トラックからの音声多重
信号を、この システム本来の音声変調信号に変換す る回路 ５０９　は音声トラックからの音声信号用音声メモリー ５１０　は音声信号処理回路で、このシステム本来の音
声変調信号を普通の音声信号 にする回路 ５１５　は音声トラック制御信号処理回路で音声トラッ
ク制御信号から各回路の制御 信号を作る回路 は再生ヘッド制御回路で再生ヘッドの 動作を制御する回路 は加算回路 は加算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同じ走査方法の２つの画面の画像信号を比較して、
   空間的に対応するサンプリング時点での瞬時振幅値の差
   が、画面全サンプリング時点での瞬時振幅値の最大値の
   １／ｙに等しいか或はそれ以下（但し１＜＜ｙ）であり
   、且つ画面の全サンプリング時点で、この事が成立する
   場合、この２つの画面は等しいと呼ぶ事にする。 広周波数帯域画像信号（以下画像信号と呼ぶ）と、これ
   に比較して周波数帯域が狭い１つ以上の狭周波数帯域信
   号（以下狭信号と呼ぶ、例えば音声信号或は画面スーパ
   ー文字、記号の信号など）からなる情報の記録再生シス
   テムに於て（イ）連続する２つの対応画面（課題を解決
   するための手段の項を参照）が等しいか否かを検査し、 （ロ）（イ）の結果、等しくない場合は、そのまま信号
   （画像信号、狭信号等）を、そのシステム本来の記録方
   法で記録する。これによつて出来た記録トラックを普通
   トラックと呼ぶ事にする。 （ハ）（イ）の結果、もし連続する（Ｎ＋１）ケの画面
   が等しい場合は、（Ｎ＋１）ケの画面の画像信号Ｂ１、
   Ｂ２、Ｂ３、…Ｂ（Ｎ＋１）の中の１つＢ１或は極く小
   数Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…Ｂｒはそのまま、そのシステム
   本来の方法で記録するが、他の画像信号は記録しない。 但しＮ，ｒはＮ≧ｒ≧１の正の整数とする。 （ニ）上記（ハ）でＢ１或はＢ１、Ｂ２、Ｂ３、…Ｂｒ
   に対応する狭信号は、それぞれの画像信号と同時に普通
   トラックとして記録するが、他の狭信号は多重信号とし
   て出来れば１つ、或は１つのトラックに収容し切れない
   場合は出来るだけ少ない数のトラックに記録する。尚こ
   れを狭トラックと呼ぶ事にする。 （ホ）上記狭トラックから多重狭信号を再生するのに必
   要な情報（例へば狭信号の種類、狭トラック数、狭チャ
   ンネル数等）を、その狭トラックの前の予め決めた場所
   に記録する。尚これを狭トラック制御信号と呼ぶ事にす
   る。 （ヘ）上記画面情報を再生する場合、常に狭トラック制
   御信号を検出する。 （ト）上記（ヘ）により狭トラック制御信号が検出され
   ると、狭トラックから多重狭信号を取り出し、それをそ
   のシステム本来の変調狭信号に変換するか、或は直接狭
   信号を再生する。 以上（イ）から（ホ）までの機能を持つ情報記録方法或
   は（ヘ）、（ト）の機能を持つ情報再生方法。