JPH04188980A - 映像信号の記録再生装置 - 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、映像信号を記録する記録再生装置に関し、特
に映像信号を高能率符号化して記録再生する際に安定し
た再生画像が得られる映像信号の記録再生装置に関する
ものである。

従来の技術 映像・音響機器や伝送路のディジタル化に伴って、デー
タを効率良く圧縮する高能率符号化方式の研究が盛んに
行なわれており、ビデオテーブレコーダー（以下、単に
ＶＴＲと記す）でもこの技術を利用して、記録するデー
タ量を削減しテープの利用効率を上げる検討が行なわれ
ている。一般に高能率符号化は、画像の相関を利用して
２次元空間上の冗長性やフレーム間の冗長性を削除する
ことによってデータ量を削減するものであり、画像の特
徴を抽出するステップとその特徴に対して符号化するス
テップからなる。また、画像はその画面の部分部分にそ
れぞれ特徴がありその特徴を表すデータ量はそれぞれで
異なるため、画像のある狭い範囲内で一定のデータ量に
符号化するというよりも、狭い範囲の特徴を表すデータ
量は特徴に応じて異なるが例えば映像信号の１フレ一ム
期間のデータ量は一定になるような符号化方式の方が効
率良くその冗長性を削減できる。即ち、画像の特徴を抽
出しその特徴に対して可変長の符号化データを与える方
がより良い画質を確保できるということである。

発明が解決しようとする課題 このように、高能率符号化は効率よく情報源のデータ量
を削減できるが、ＶＴＲに高能率符号化したデータを記
録する際には、種々の問題が発生する。例えば、ＶＴＲ
では伝送と比較して再生Ｓ／Ｎが悪いうえにドロップア
ウトも発生するので符号誤り率が大きくなり、誤り訂正
符号を付加して記録するといっても、誤り訂正処理後の
データ誤り率を十分確保することが難しい。データに誤
りがあるとデータを取り込めなかったり、あるいは誤っ
た映像信号を復号してしまうことになる。特に映像信号
を高能率符号化して記録再生した場合は、誤りのあるデ
ータの表す情報源の範囲が広くなるため、再生画面上の
広い範囲にわたって上記した問題が発生する。また、高
能率符号化したデータのうち画像の基本的構成を示すデ
ータに誤りがあった場合は、詳細な部分のデータの誤り
があった場合と比較して再生画像の画質劣化に対する影
響は大きくなり、さらに高能率符号化として可変長処理
をした場合、誤りがあるデータだけでなく他のデータま
で誤りが伝播し非常に広い範囲に渡ってデータが取り込
めなかったり、誤つた映像信号を復号してしまうといっ
た問題がある。

また、ＶＴＲではサーチが必須のものであり、ビデオト
ラックを横切って再生される細切れの可変長処理データ
からサーチ画像を復号する必要がある。しかし、サーチ
時にはデータが細切れの状態で再生されるのでインチ訂
正符号しか使えないため通常再生に比べると訂正能力が
激減するとともに、再生出力が不安定になり再生誤り率
も増大する。したがって、通常再生以上に訂正後誤り率
が大きくなり、誤り伝播や誤った映像信号の復号という
問題が深刻なものとなる。

また、上記可変長符号化における誤り伝播や、画面上の
誤った場所への復号を防止する手段として、データブロ
ックが与える画面上の場所の情報やその可変長データの
長さを示す情報など付加データを挿入して記録するとい
うことが考えられるが、性能を向上させればさせるほど
付加データが増加するため記録データレートが増大し、
処理も複雑になってしまうという問題がある。

本発明はかかる点に鑑み、高能率符号化した映像信号の
データを記録再生する際に安定した再生画像が得られる
記録再生装置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 本発明は上記課題を解決するものであって、映像信号を
可変長処理を含む高能率符号化して符号化データを得る
手段と、前記符号化データの中から映像信号の基本的構
成を示し固定のデータ長で与えられる基本データと映像
信号の微細情報を示し可変のデータ長で与えられる追加
データとに分離する手段と、前記映像信号の追加データ
と基本データの一部もしくは追加データのみは回転ヘッ
ドシリンダーを用いて記録媒体上にヘリカルスキャンし
て記録する手段と、前記映像信号の基本データの一部も
しくは全ては固定ヘッドを用いて前記記録媒体上の長手
方向に記録する手段とを少なくとも備えたことを特徴と
する映像信号の記録再生装置である。

作用 本発明は前記した構成により、高能率符号化した符号化
データのうち映像信号の基本的構成を示す基本データと
微細情報を示す追加データとに分離し、基本データの全
てもしくは一部を固定へ、ソドを用いて記録媒体上の長
手方向に記録するので、固定のデータ長で与えられる基
本データ部の誤りは他のブロックへの伝播はなく、基本
データに対する誤り伝播特性を向上させることができる
。また、サーチ時であっても、記録媒体上の長手方向に
記録されている基本データは全て再生可能であり、高能
率符号化方式としては可変長処理であるにもかかわらず
、サーチ時はデータ長が固定である基本データだけの復
号処理でサーチ画像を得ることができるため、処理が簡
単になり、再生信号の誤り率の増大するサーチ時におい
て安定した再生画像を得ることができ、速い動きがあっ
たりシーンチェンジがあってもサーチ画像が認識しやす
くなる。

実施例 以下に本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の実施例における映像信号の記録再生装
置の信号処理ブロック図、第２図は本実施例における記
録トラックパターン図、第３図はサーチ時のヘッドがト
レースするへ、ソド軌跡ノくターン図、第４図はサーチ
時の再生エンベロープを示す波形図である。

本実施例では説明の簡略化のため、回転シリンダー上の
記録および再生ヘッドは、それぞれ２個ずつ取り付ける
ものとし、記録ヘッド同志、再生ヘッド同志は異なるア
ジマス角を持ち、互いに１８０度相対向して配置し、フ
レーム周波数の回転数で前記回転シリンダーを回転（即
ち、ヘリカルスキャンによる１フレームの記録トラック
は２本からなる）させてひとつの記録ヘッドで１フイー
ルドの映像信号データをディジタル記録する場合を例に
とって説明する。また、ディジタル記録のための誤り訂
正符号の処理、回転シリンダー上の記録ヘッドおよび再
生ヘッドの切り換え処理については省略し、記録する映
像信号は輝度信号のみの場合について説明する。

第１図において、１は映像信号が入力する入力端子、２
は前記映像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、３は前
記ディジタル信号に変換された映像信号を可変長処理を
含む高能率符号化をする符号化回路、４は符号化された
データから画像の基本的特徴を示し固定のデータ長で与
えられる基本データと微細情報を示し可変のデータ長で
与えられる追加データとに分割するデータ分離回路、５
は回転シリンダー上の記録ヘッド、６は固定の記録ヘッ
ド、７は回転シリンダー上の再生ヘッド、８は固定の再
生ヘッド、９は記録媒体、１０は画面の１つの領域の情
報を示す基本データと追加データとの組合せに再生デー
タを並び替えるデータ合成回路、１）は高能率符号化さ
れた再生データを復号する復号化回路、１２は基本デー
タだけで復号して再生画像を得る基本データ復号化回路
、１３は前記復号化回路１）からの出力と基本データ復
号化回路１２からの出力とを切り換える切り換えスイッ
チ、１４は再生データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、
１５は出力端子である。

第２図において１６は追加データを記録するヘリカルト
ラック、１７は基本データを記録するリニアトラックで
ある。

以上のように構成された本実施例の記録再生装置につい
てその動作を説明する。入力端子１から入力した映像信
号はＡ／Ｄ変換器２でＡ／Ｄ変換されて符号化回路３に
入力する。符号化回路３では前記映像データを一部メモ
リーに格納し、順次あらかじめ決められたシーケンスで
前記メモリーから読みだして高能率符号化処理を行ない
記録するデータ量を削減する。符号化に際しては入力映
像信号に応じて符号化ブロックごとのデータ量は変わる
が１フイールドのトータルとしては一定量になる処理を
行なう。データ分離回路４ではこのように符号化された
符号化データのうち画像の基本的特徴を記す基本データ
と微細情報を示す追加データとに分割する。高能率符号
化方式として、例えばダイナミックレンジ符号化であれ
ば、映像データを画面上のｍ＊ｎ画素ごとに分割してこ
のブロック内に含まれるデータのダイナミックレンジを
求め、そのダイナミックレンジに対して少ないビット数
で再量子化するものであるので、この場合はブロックご
との最小値とダイナミックレンジ、またはそれに類する
ものを基本データとし、画素ごとに再量子化した量子化
データを可変長処理したものを追加データとする。また
、例えばＤ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ
　Ｔｒａｎｓｆｏｒａ＋）等の変換符号化であれば映像
データを画面上のｎ＊ｎ画素ごとにブロック化して得ら
れるｎ＊ｎのデータ行列とｎ＊ｎのＤＣＴ変換行列との
演算により周波数変換し、この演算結果であるＤＣＴ係
数のＤＣ成分を固定のデータ長の基本データとし、それ
以外のＤＣＴ係数を可変長符号化して追加データとする
。これら追加データと基本データとは、第２図に示す記
録媒体９上にそれぞれ記録ヘッド５を介してヘリカルト
ラック１６に、記録ヘッド６を介してリニアトラック１
７に記録される。本実施例では前記基本データの全てを
リニアトラック１７に記録するものとする。

次に再生処理について説明する。通常再生時は、記録媒
体９から回転シリンダー上の再生ヘンドアによって再生
される再生信号と、固定の再生ヘッド８によって再生さ
れる再生信号とを、データ合成回路１０で、データ分離
回路４で行なったのと逆の操作を行なって、画面の同一
ブロックの情報を示す基本データと追加データとの組合
せに並べ替え、復号化回路１）で基本データと追加デー
タとから再生信号を復号する。この復号データは切り換
えスイッチ１３を介してＤ／Ａ変換器１４でアナログ信
号に変換されて再生信号として出力端子１５から出力さ
れる。

次に、サーチ時の場合について説明する。第３図はサー
チ時に再生ヘッドが記録媒体上をトレースするヘッド軌
跡の一例を示し、１８が回転シリンダー上の再生ヘッド
７の軌跡、１９が固定の再生ヘッド８の軌跡である。第
４図に前記それぞれの再生ヘッドからのエンベロープ波
形の例を示す。２０は回転シリンダー上に配置された第
１の再生ヘッド出力、２１は回転シリンダー上の第１の
再生ヘッドと相対向して配置された第２の再生ヘッド出
力、２２は固定の再生ヘッド出力である。

サーチ時の場合は第４図に示すように、再生へラド７に
よるエンベロープは、ヘッドのアジマスロスのため間欠
的であり、データが細切れの状態で再生される。そのた
め、誤り訂正においてインチ訂正符号しか使えないため
通常再生に比へると訂正能力が激減する。また再生出力
が不安定になり再生誤り率自体も増大する。したがって
、通常再生に比較して訂正後誤り率が非常に大きくなり
、誤り伝播や誤った映像信号の復号という問題が深刻な
ものとなる。

そこで、サーチ時は固定の再生ヘッド８によって再生さ
れる基本データのみを用いて再生映像を得る。すなわち
、得られた前記基本データを基本データ復号化回路１２
で、例えば高能率符号化としてダイナミックレンジ符号
化であれば基本データであるブロックごとの最小値とダ
イナミックレンジからその平均値を計算してモザイク状
の再生信号を復号し、ＤＣＴ等の変換符号化であればＤ
ＣＴ係数のＤＣ成分からモザイク状の再生信号を復号す
る。復号された再生信号は切り換えスイッチ１３を介し
てＤ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換されて出力端
子１５に出力される。

以上のように本実施例によれば、映像信号を高能率符号
化し画像の基本的構成を示す基本データと微細情報を示
す追加データとを分離し、基本データは固定ヘッドで記
録媒体の長手方向のリニアトラックに記録することで、
サーチ時でも基本データについては間欠することなく全
てのデータが再生され、基本データのみで復号を行なえ
ば、画像の解像度は落ちるが、時間方向の解像度は通常
再生と同等になり、早い動きがあったりシーンチェンジ
があってもサーチ画像が認識しやすくなる。

また、効率よい符号化をするために高能率符号化に可変
長処理を用いる際は、高能率符号化方式としては可変長
処理であるにもかかわらず、基本データ部はデータ長が
固定であるため、高能率符骨化されたデータを復号する
うえで重要な基本データに対する誤り伝播特性を向上さ
せることができ、安定した再生画像を得ることができる
。

さらに、可変長処理を含む高能率符号化されたデータで
あっても、サーチ時は固定長の再生基本データだけでサ
ーチ画像を復号するので、処理は非常に簡単になり、再
生データが細切れになり訂正能力が激減し、なおかつ符
号誤り率が増大するサーチ時であっても誤りが他のブロ
ックの基本データに伝播することはないので、基本デー
タと追加データとを混在させてヘリカルトラックに記録
する場合と比較して等価的にデータ獲得率が向上し、よ
り安定したサーチ画像を得ることができる。

なお、本実施例では記録ヘッドおよび再生ヘッドの個数
や取り付は位置、回転シリンダーの回転数等の決め方に
ついては特に言及しなかったが、どのような場合におい
ても本実施例の効果は変わらない。

また、本実施例では基本データの全てをリニアトラック
に記録するものとしたか、基本データの一部分をリニア
トラック、残りの基本データをヘリカルトラックに記録
してもよい。例えば、ＤＣＴの場合、ＤＣＴ係数のうち
のＤＣ成分と、交流成分を表わすＤＣＴ係数の中の低周
波を表わすいくつかの係数を固定長符号化して基本デー
タとし、そのほかのＤＣＴ係数を可変長符号化して追加
データとし、記録時はＤＣ成分のみリニアトラックに記
録するものとしてもよい。

また、リニアトラックに記録する基本データは、映像信
号のＮ　（Ｎ＝１．２．・・・・・・）フレームに１フ
レ一ム分のデータとし、残りの基本データはヘリカルト
ラックに記録するものとしてもよい。この場合、サーチ
時の再生画像の時間方向の解像度は低下するが、もとも
と再生画像が早送りになって通常よりも速い動きになっ
ているので、フレーム数を減らしても視覚的に問題はな
い。逆に、フレーム数を減らすことで記録データレート
を低くすることができ、記録波長を長くすることによっ
てデータ誤り率を改善できる。また、固定ヘッドの周波
数特性も、より狭い帯域のものでよくなる。

また、基本データは固定長符号化するとしたが、符号化
方法は単純な直線量子化からＤＰＣＭ（Ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　ｌ１ｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ）等ピットリダクションを伴うものまで、どのよ
うなものであってもよい。さらには、基本データを可変
長符号化しても、サーチ時の画質改善という効果は変わ
らない。

また、サーチ時は、基本データのみを用いて復号を行な
うとしたが、追加データのうち、データ誤りなく再生で
きたものについては、基本データとともに画像の復号に
用いてもよい。

また、基本データを記録するリニアトラックは、一般的
なＶＴＲでフレームパルス信号が記録されるコントロー
ルトラックに多量してもよい。

多重方法を周波数多量とした場合、両者の信号帯域が大
きく異なるため、フィルターで容易に分離することがで
きる。フレームパルスをディジタルコード化して基本デ
ータと時分割多重を行なってもよい。

なお本実施例では説明のために基本データ復号化回路１
２を設けたが、これを復号化回路１）に含めることがで
きることは言うまでもない。また、サーチ時の画像がモ
ザイク画となるが符号化ブロックが小さければ十分にサ
ーチに耐える画質を確保できあまり問題とはならない。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、映像信号の高能率符
号化した符号化データのうち、映像信号の基本的構成を
示す固定長の基本データと、微細情報を示す可変長の追
加データとを記録媒体上の分離した領域に記録するので
、固定のデータ長で与えられる基本データに対する誤り
伝播特性を向上させることができ、安定した再生画像を
得ることができる。

また、サーチ時に基本データを復号してサーチ画像を得
るので、高能率符号化方式としては可変長処理であるに
もかかわらず、サーチ時はデータ長が固定である基本デ
ータだけの処理でサーチ画像を得ることができ、処理が
簡単になる。

さらに基本データはリニアトラックに記録されているの
で、サーチ時であっても固定の再生ヘッドで基本データ
の全てを再生し復号できるので、時間解像度を損なうこ
となく、速い動きがあったりシーンチェンジがあっても
サーチ画像が認識しやすくなるなど、その実用的効果は
非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における映像信号の記録再生装
置の信号処理ブロック図、第２図は同実施例における記
録トラックパターン図、第３図はサーチ時のヘッドがト
レースするヘッド軌跡パターン図、第４図はサーチ時の
再生エンベロープを示す波形図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・Ａ／Ｄ変換器
、３・・・・・・符号化回路、４・・・・・・データ分
離回路、５，６・・・・・・記録ヘッド、７．８・・・
・・・再生ヘッド、９・・・・・・記録媒体、１０・・
・・・・データ合成回路、１）・・・・・・復号化回路
、１２・・・・・・基本データ復号化回路、１３・・・
・・・切り換えスイッチ、１４・・・・・・Ｄ／Ａ変換
器、１５・・・・・・出力端子、１６・・・・・・ヘリ
カルトランク、１７・・・・・・リニアトラック、１８
・・・・・・回転シリンダー上の再生ヘッド軌跡、１９
・・・・・・固定の再生ヘッド軌跡、２０・・・・・・
回転シリンダー上に配置された第１の再生ヘッド出力、
２１・・・・・・回転シリンダー上の第１の再生ヘッド
と相対向して配置された第２の再生ヘッド出力、２２・
・・・・・固定の再生ヘッド出力。 代理人の氏名　弁理士小蝦治明　ほか２名１）１ｙＪ 第２図 １９　　　　　／７

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を可変長処理を含む高能率符号化して符
   号化データを得る手段と、前記符号化データの中から映
   像信号の基本的構成を示し固定のデータ長で与えられる
   基本データと映像信号の微細情報を示し可変のデータ長
   で与えられる追加データとに分離する手段と、前記映像
   信号の追加データと基本データの一部もしくは追加デー
   タのみは回転ヘッドシリンダーを用いて記録媒体上にヘ
   リカルスキャンして記録する手段と、前記映像信号の基
   本データの一部もしくは全ては固定ヘッドを用いて前記
   記録媒体上の長手方向に記録する手段とを少なくとも備
   えたことを特徴とする映像信号の記録再生装置。
2. （２）サーチ時に、固定ヘッドを用いて記録媒体から再
   生された再生基本データからサーチ画像を復号する手段
   を少なくとも備えたことを特徴とする請求項（１）記載
   の映像信号の記録再生装置。
3. （３）固定ヘッドを用いて記録媒体上に記録する基本デ
   ータは、映像信号の所定周期のＮ周期（Ｎ＝１、２、・
   ・・・・・）のうちの１周期分の基本データであること
   を特徴とする請求項（１）記載の映像信号の記録再生装
   置。
4. （４）基本データは、記録媒体の長手方向に形成される
   コントロールトラックに記録されるコントロール信号に
   多重することを特徴とする請求項（１）記載の映像信号
   の記録再生装置。