JPH04151984A - 映像信号記録再生方法及びディジタルｖｔｒ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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、映像信号をディジタル信号処理して記録及
び再生するディジタルＶＴＲ装置並びに映像信号記録再
生方法に関する。

（従来の技術） 映像信号を記録・再生するＶＴＲにおいて、ディジタル
化映像信号またはディジタル圧縮符号化映像信号を記録
するディジタルＶＴＲ装置は、記録・再生時の雑音の影
響を受けに＜＜、かつダビングによる劣化も少ないため
、高品質な映像記録が可能である。しかしながら、ディ
ジタルＶＴＲ装置では記録すべき映像信号の周波数帯域
が非常に大きくなり、これをそのまま記録すると装置の
規模が大きくなる。そこで前述のようにディジタル化さ
れた映像信号を圧縮符号化技術により情報量をあらかじ
め小さくしてから記録する方式が有効である。このよう
な圧縮符号化技術としては差分ＰＣＭや直交交換など多
くの方式が提案されているが、これらの符号化技術と組
み合わせる形でハフマン符号化などのエントロピー符号
化がしばしば用いられる。エントロピー符号化は、劣化
の生じない可逆符号化であり、符号化品質を高く保つた
めに非常に有効である。ところでこのようなエントロピ
ー符号化は一般に可変語長の符号語を発生し、結果的に
可変レートの符号化信号となる。前記ＶＴＲ装置のよう
に映像信号記録再生システムは基本的に固定レートのシ
ステムであるからエントロピー符号化を用いると様々な
問題を生じる。ここでは本発明に関連する項目について
のみ述べる。

第５図は一般的なＶＴＲ装置のヘリカルスキャンによる
映像信号の記録の様子を示した図である。

基本的にはディジタルＶＴＲも同様である。ここで、各
斜めのスキャン（トラック）に映像１フレ一ム分が記録
されているとする。通常の再生モードでは、各斜めのス
キャン（トラック）をすべて再生するように記録媒体（
ここでは、磁気テープとする）およびこの磁気テープか
ら映像信号の記録及び再生を行なうためのへリカルヘッ
ドの機構が制御される。また、高速再生モードでは第４
図中の鎖線のように、複数のトラックを横切るようにス
キャンされる。前記高速再生モードにおいて、各トラッ
クにエントロピー符号化された映像信号が記録されてい
る場合、斜めに横切ったスキャンによって必ずしも１フ
レームの映像が再構成できるとは限らない。何故ならエ
ントロピー符号化により、１フレーム内の各画素は可変
長符号語となっており、トラックのどの位置に記録され
るかはあらかじめ決められないからである。故に一般的
にはアナログＶＴＲ装置のような高速再生は困難となる
。また、エントロピー符号化を用いないディジタルＶＴ
Ｒ装置においても、可変速の高速再生を実現しようとす
ると、スキャンがトラック間を横切るときなどで符号化
信号を正確に検出できない場合が生じるため復号が一部
困難になるなどの問題が生じる。

従来のディジタルＶＴＲ装置は前述したように商品質な
映像信号の記録・再生が可能であるが、従来のアナログ
ＶＴＲで比較的容易に実現できた高速再生・可変速再生
が困難となる欠点を有している。しかしこのような機能
を省いてしまうと、記録内容を短時間で把握したいなど
のユーザーの要求が満たされず、操作性が極めて損なわ
れるという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、ディジタル信号処理を施した映像信号
を記録・再生するディジタルＶＴＲ装置においては、ア
ナログＶＴＲ装置で比較的容易に実現できた高速再生若
しくは可変速再生動作を実現することが困難であるとい
う問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、前記アナログＶＴＲ装置で実現されていた高速
再生若しくは可変速再生と同等の結果を得ることができ
る映像信号記録再生方法及びディジタルＶＴＲ装置の提
供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上述した目的を達成するために、本発明の映像信号記録
再生方法は、ディジタル信号化された第１の映像信号を
所定幅で記録している固定幅の記録媒体の記録面に対し
て、この記録媒体の記録面の前記所定幅以外に前記第１
の映像信号の任意のフレームを第２の映像信号として記
録し、高速再生若しくは可変速再生する場合には、前記
第２の映像信号を再生することを特徴とするものである
。なお、前記第２の映像信号は、圧縮符号化された映像
信号であってもよい。

また、本発明のディジタルＶＴＲ装置は、第１の映像信
号を圧縮符号化手段により圧縮符号化して第２の映像信
号を得、この第２の映像信号を記録媒体上の第１の映像
信号を記録している領域以外に記録するための第２の映
像信号記録手段を備え、 前記第１の映像信号を高速再生若しくは可変速再生する
際には、前記第２の映像信号から抽出されたクロックを
用いて該第２の映像信号の再生を行ない、これを復号化
して、フレームシンクロナイザ手段により前記第１の映
像信号同期に従って、前記復号化された第２の映像信号
を出力することを特徴とするものである。

（作　　用） 上述したように、本発明の映像信号記録再生方法及びデ
ィジタルＶＴＲ装置によれば、前記記録媒体が記録して
いる第１の映像信号を高速再生若しくは可変速再生する
際には、前記所定幅以外の記録媒体の記録面に記録して
いる第２の映像信号を再生することにより、前記アナロ
グＶＴＲ装置で実現されていた高速再生若しくは可変速
再生と同等の結果を得ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明のディジタルＶＴＲ装置の一実施例によ
るブロック図である。まず、記録時の動作について説明
する。映像入力端子１に入力された映像信号は通常の記
録系７で第３図に示されるように記録される。なお記録
時に圧縮符号化（エントロピー符号化含む）を行なって
いても良い。

一方、入力映像信号は、タイミング再生回路２およびフ
レームメモリ回路３へも与えられる。タイミング再生回
路２は映像信号中に含まれる周期信号を抽出して、これ
に周期したタイミング信号を再生するものである。なお
このタイミング信号は映像クロックと同様にディジタル
化される以前に検出しておくことも可能であり、この方
が一般的であるが、ここでは簡潔に説明するために上記
構成例を用いている。タイミング再生回路２の出力に従
って、映像入力信号の任意１フレームがフレームメモリ
３に取り込まれる。ただし映像入力がＮＴＳＣ信号など
の場合にはカラーフレームとして２フレ一ム単位で処理
する方が画質的に優れている。ここではコンポーネント
信号または輝度・色差信号の時分割多重信号を仮定して
説明することとし、１フレームメモリとする。前記フレ
ームメモリ３に取り込まれた映像信号は符号化回路４で
圧縮符号化される。圧縮符号化方式には既に多くの方式
が公知であるが、本発明はこれらの方式のうち特定のも
のに限定されるものではない。

圧縮符号化に関しては固定トラックの記録レートから決
められたクロック発生回路６の圧縮符号化クロックを用
いて符号化が行なわれる。符号化回路４からフレームメ
モリ３へ接続された２本の信号線は、１つは符号化処理
に従ってフレームメモリ３から映像信号を読み出すため
の制御信号であり、もう１つは、符号化処理が１フレ一
ム分終了するまでフレームメモリ３への入力を禁止する
ための制御信号である。故にフレームメモリ３に取り込
まれる映像フレームはあくまで符号化回路４が準備完了
となった時点以降の任意フレームである。

符号化回路４により圧縮符号化された前記１フレ一ム分
の映像信号は、変調回路５により変調され、スイッチ回
路８を経て固定トラック記録・再生系９にて固定ヘッド
により固定トラックに第３図のように記録される。

この実施例では固定トラックに記録される映像信号は、
特に外部からの指定がない限り、固定トラックの記録レ
ートおよび符号化回路４の処理速度でほぼ決定される周
期で取り込まれた映像フレームである。故にいわゆるコ
マ落しされた映像信号となっている。

第４図は、第３図に示した記録媒体の各領域への記録及
び再生を行なうための各ヘッドの位置関係の一例を示し
た図である。第４図に示すように、通常映像記録系７に
よる記録は、ヘリカルヘッド５０１により通常の映像記
録領域５１１に行なわれる。

また、固定トラック記録・再生系９からの任意フレーム
の映像信号を、固定ヘッド５０２により固定トラック５
１２に記録する。この固定トラック５１２に記録された
任意フレームの映像信号は、通常の映像記録領域５１１
にどのような映像信号が記録されているかを高速再生若
しくは可変速再生する際のインデックス画像として用い
るものである。

さらに固定ヘッド５０３は、（＝１加情報記録領域５１
３／＋　　Ｉ　） に、付加情報を記録を行なう。ここで、付加情報として
は、記録を行なった際の日時等がある。なお、固定ヘッ
ド５０３を用いて、付加情報記録領域５１３に、前記固
定トラック記録・再生系９からの任意フレームの映像信
号を記録することも容易に行なうことができる。

次に再生時の動作について説明する。

通常の再生時には通常再生糸１６からの映像信号出力が
スイッチ回路１７を経て出力される。高速および可変速
再生モードの場合には、前記スイッチ１７が切換えられ
て固定トラックから再生・復号化された映像信号が出力
される。以下この動作について説明する。

磁気テープに記録されている映像信号は固定トラック記
録・再生系９にて再生され、スイッチ回路８を経て復調
回路１０で復調され、この信号は、データ再生回路１２
とクロック再生回路１１へ分岐される。クロック再生回
路１１は復調信号自身からクロック成分を抽出してクロ
ックを再生ずるものであり、非線形回路と共振回路また
はＰＬＬ回路などで容易に実現できる。このように復調
信号自身からクロックを再生しているため、磁気テープ
の走行速度は任意で良く、高速再生若しくは可変速再生
に対応することができる。前記再生クロックを用いて復
調信号を２値化および標本化するデータ再生回路Ｉ２の
出力はディジタル信号を圧縮符号化された映像信号とな
っている。

この圧縮符号化された映像信号は、再生クロックととも
に復号化回路１３へ入力された圧縮復号化される。圧縮
復号化された映像信号は、通常の映像周期とは非周期の
信号であるから、このまま出力してもデイスプレィなど
に表示するのは困難である。そこで本発明では非周期の
圧縮復号化映像信号をフレームシンクロナイザ回路１４
に入力する。

フレームシンクロナイザ回路は、入出力独立した端子を
有するＦ　Ｉ　Ｆ　Ｏ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ
−Ｏｕｔ）メモリである。前記フレームシンクロナイザ
回路１４への人力は復号化処理が進むにつれ順次行なわ
れる。

また出力は、基僧となる映像周期信号を発生するタイミ
ング発生回路１５により制御される。

ＬＪＺノ 前記周期化された復号化映像信号はスイッチ回路１７を
経て映像出力端子１８へ出力される。この出力信号は前
述のようにほぼ周期的にコマ落しされた映像信号である
が、記録内容を把握するためのインデックス画像として
十分なものである。何故なら、固定トラックに記録され
た信号を通常の速度で再生した場合には、相当コマ落し
された状態になっているが、高速再生した場合にはこれ
らのフレームが次々に再生され、アナログＶＴＲ装置の
高速再生と同等の効果が得られるからである。

第２図は、本発明の第２の実施例によるディジタルＶＴ
Ｒ装置のブロック図である。この実施例は、前述の実施
例（第１の実施例とする）がほぼ周期的に入力映像信号
をコマ落しして記録していたのに対して、入力映像信号
のシーンチェンジ（画面切り換わり）時のフレームのみ
を記録し、シーンチェンジがなければ記録しない。再生
時には記録されていない部分を自動的に検出してこの部
分を高速で早送りする点が異なる。以下、第２図に従っ
て、第１の実施例との変更点のみについて説明する。な
お、第１図と同一の番号がふられているものは、第１図
に準する。

入力映像信号は、シーンチェンジ検出回路１９で、シー
ンチェンジのフレームが検出される。このシーンチェン
ジ検出回路１９は、フレーム間差分を計算し、これを閾
値処置することで容易に実現できる。より正確にシーン
チェンジを検出するには、公知の動き補正処理を用いて
、動き物体が存在するときにもシーンチェンジと見なさ
ないようにすれば良い。このシーンチェンジ検出回路１
９の出力によりフレームメモリ３への書き込みを制御す
るが、第１の実施例と同様に１フレ一ム分の符号化が終
了するまではフレームメモリ３への書き込みは禁止しな
ければならない。第２図では、メモリ書込み制御回路２
０で上記処理が行なわれる。尚、１フレ一ム分の符号化
が終了してもシームチェンジが存在しなければ、フレー
ムメモリ３への書き込みは行なわれず、符号化も行なわ
れない。故に固定トラックの記録も行なわれない。

次に再生側の回路で第１の実施例と異なる点は、復調信
号のクロック成分の有無を判断するクロック検出回路２
１が追加されていることである。このクロック検出回路
２１は映像信号が固定トラックに記録されていない部分
の検出を行なうための回路で、例えばクロック再生と同
様に復調信号からクロック成分の抽出を行ない、抽出さ
れたクロック成分の振幅が規定値以上なら記録信号あり
と判定すれば良い、クロック成分あり、即ち記録信号が
あると判定された場合には前記第１の実施例と同様に復
号化を行なう。もし記録信号がない場合には、フレーム
シンクロナイザ１４への入力を禁止し、同一フレームを
連続して出力させる。即ち出力画面をそのまま表示して
おく。同時に図示しない再生速度を制御している回路へ
もクロック検出回路２１の出力を与えて、より高速な再
生速度とする。

この結果、シーンチェンジのすべてを記録することはで
きないが、少なくともシーンチェンジの一部のみをイン
デックス画像として記録・再生でき、かつシーンチェン
ジのない部分は自動的に高速で読み飛ばすことができる
。この結果、磁気テ一部から所望の映像をより速く再生
ずることができるので、操作性を著しく向上させること
ができる。

尚、」二連した第２の実施例においては、固定トラック
として第３図に示すように磁気テープの一部を占有する
例について説明したが、アナログＶＴＲ装置（ＶＨ３方
式）のステレオ音声記録方式と同様に深層記録を利用し
て」１記インデックス画像を記録する場合も本発明を同
様に適用できることは明らかである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の映像信号記録再生方法及
びディジタルＶＴＲ装置によれば、アナログＶＴＲ装置
では比較的容易に実現できた高速若しくは可変速再生動
作をディジタルＶＴＲ装置においても同様に実現でき、
従来のアナログＶＴＲ装置と同様の操作をすることがで
きる。この結果、ディジタルＶＴＲ装置の操作性を著し
く向」ニさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるディジタルＶＴＲ装
置の入力映像信号をほぼ周期的にインデックス画像とし
て記録するためのブロック図、第２図は、入力映像信号
をシーンチェンジ毎に記録するためディジタルＶＴＲ装
置のブロック図、第３図は、本発明における磁気テープ
」二の各信号の領域および配置を示す図、第４図は、各
ヘッドの位置関係の一例を示した図、第５図は、一般的
なヘリカルスキャンを用いるＶＴＲにおける高速再生時
のスキャンの様子を示す図である。 ３・・・フレームメモリ回路、４・・・符号化回路、５
・・・変調回路、６・・・記録用および符号化クロック
発生回路、９・・・固定ヘッドを用いた記録・再生系、
１０・・・復調回路、１１・・・クロック再生回路、１
２・・・データ再生回路、１３・・・復号化回路、１４
・・・フレームシンクロナイザ回路、１７・・・出力選
択スイッチ回路、１９・・・シーンチェンジ検出回路、
２０・・・フレームメモリ音込制御回路、２１・・・ク
ロック検出回路、５０１・・・ヘリカルヘッド、５０２
，５０３・・・固定ヘッド、５１２・・インデックス画
像記録領域。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を所定の処理によりディジタル信号化し
   て固定幅なる記録媒体の記録面に記録し、この記録面か
   ら前記映像信号を再生する映像信号記録再生方法におい
   て、 前記記録媒体の記録面に、第１の映像信号を所定幅で記
   録する手段と、前記所定幅以外の記録面に前記第１の映
   像信号の任意フレームからなる第２の映像信号を記録す
   る手段と、前記第１の映像信号を再生する手段と、前記
   第２の映像信号を再生する手段とを備え、 前記映像信号を高速再生若しくは可変速再生する場合に
   は、前記第２の映像信号を再生する手段を用いることを
   特徴とする映像信号記録再生方法。
2. （２）前記第２の映像信号は、圧縮符号化された映像信
   号であることを特徴とする請求項１記載の映像信号記録
   再生方法。
3. （３）固体幅なる記録媒体上に第１の映像信号を記録若
   しくは再生するためのディジタルＶＴＲ装置において、 前記第１の映像信号の記録時に、前記第１の映像信号の
   任意のフレームを記憶するためのフレームメモリ手段と
   、このフレームメモリ手段から第２の映像信号を取り出
   し圧縮符号化するための圧縮符号化手段と、この圧縮符
   号化手段により圧縮符号化された第２の映像信号を、前
   記第１の映像信号を記録している記録媒体の領域以外に
   記録するための第２の映像信号記録手段とを用い、前記
   記録媒体から前記第１の映像信号を高速再生若しくは可
   変速再生する際には、前記第２の映像信号から抽出され
   たクロックを用いて該第２の映像信号の再生を行なうた
   めの第２の映像信号再生手段と、この第２の映像信号再
   生手段による第２の映像信号を復号化するための復号化
   手段と、この復号化手段による第２の映像信号を入力と
   し、前記第１の映像信号周期に従って、第２の映像信号
   を出力するためのフレームシンクロナイザ手段と、通常
   再生または高速再生若しくは可変速再生の切り換えを行
   なうための切り換え手段とを用いることを特徴とするデ
   ィジタルＶＴＲ装置。