JPH04325969A - 動画像データのデジタル記録再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は動画像データのデジタ
ル記録再生装置に関し、特にヘリカルスキャン記録方式
のデジタルテープレコーダを用いた動画像記録装置に於
いて、高速再生を行う動画像データの記録再生装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）は
、本来はオーディオ用として開発されたものであるが、
最近では、コンピュータの外部記憶装置としての応用が
広まりつつあり、ＤＡＴＡ／ＤＡＴフォーマットやＤＤ
Ｓフォーマットとして規格化されている。

【０００３】ところで、このようなヘリカルスキャン記
録方式のデジタルテープレコーダに、デジタル記録され
た動画像を高速再生する場合には、再生信号のビットレ
ートが通常再生時のビットレートと同じである必要から
、再生スピードに応じてシリンダの回転数を高精度に制
御する必要がある。また、高速再生時のヘッドの軌跡は
、記録されているトラックに対して斜めになるため、記
録されている動画像データを完全に検出することはでき
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高能率符号化
によりデータ圧縮された動画像等のデータを復号する場
合、そのデータに欠落があると画像の復元は非常に困難
なものとなる。例えば、ＤＡＴＡ／ＤＡＴに動画像デー
タを記録した場合、１フレーム分のデータは数トラック
から数十トラックに渡って連続して記録される。このデ
ータを高速再生しようとすると、磁気ヘッドの軌跡はト
ラックに対して斜めになり、再生ヘッドから得られるデ
ータは間欠的になる。このため、記録されている動画像
データを全て認識して再生することはできず、故に画像
の復元は困難になる。したがって、ＤＡＴＡ／ＤＡＴ等
に動画像データを記録し、高速再生画像を得るためには
、記録フォーマットは高速再生を考慮したものにする必
要がある。

【０００５】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、ヘリカルスキャン記録方式でデータ圧縮された動画
像データを高速再生した場合でも、記録されている画像
を認識して再生することのできる動画像のデジタル記録
再生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、記
録されるべく動画像のデータを圧縮する動画像圧縮手段
と、この動画像圧縮手段で圧縮された動画像データを通
常再生速度で記録するべく信号処理を行う通常再生用信
号処理手段と、この通常再生用信号処理手段で信号処理
された動画像データを磁気テープの第１のトラックに記
録すると共にこの磁気テープに記録されている動画像デ
ータを再生する通常再生用記録再生ヘッドと、この通常
再生用記録再生ヘッドで再生された動画像データを通常
再生速度で再生するべく信号処理する再生信号処理手段
と、上記動画圧縮回路でデータ圧縮された動画像データ
を所定フレーム毎に抜き出すフレーム抜き出し手段と、
このフレーム抜き出し手段で抜き出されたフレームの動
画像データを通常再生速度で記録し、高速で再生するべ
く信号処理を行う高速再生用信号処理手段と、この高速
再生用信号処理手段で信号処理された動画像データを上
記磁気テープの第１のトラックと異なる第２のトラック
に記録する高速再生用記録ヘッドと、上記磁気テープに
記録されている動画像データを高速再生する高速再生用
再生ヘッドと、この高速再生用再生ヘッドで再生された
動画像データを信号処理する高速再生用信号処理手段と
、上記通常再生用記録再生ヘッドで再生された動画像デ
ータと上記高速再生用再生ヘッドで再生された動画像デ
ータを再生速度切り換え信号により選択する選択手段と
を具備することを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明による動画像データのデジタル記録再
生装置では、高速再生用のデータは、メイントラックの
両サイドにあるオプショナルトラックの片方のトラック
または両方のトラックに、マルチトラック固定ヘッドを
用いて複数のトラックに記録される。高速再生用のデー
タは、メイントラックに記録される画像データの一部を
用いて構成される画像データ、或いはメイントラックに
記録される画像データを基に、高速再生用として加工さ
れた画像データ及びメイントラックに記録される画像デ
ータのタイトルや時間情報、フレームナンバー等を表す
付加情報である。そして、これらの記録フォーマットで
記録された高速再生用のデータは、固定ヘッドにより記
録されている。そのため、固定ヘッドのトラックとテー
プ上に記録されているトラックとの位置関係は、再生速
度に依存せず常に一定であるので、高速再生しても記録
されている高速再生用のデータは全て再生することが可
能になる。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して、データ圧縮された動画
像データをＤＡＴＡ／ＤＡＴに記録する場合を例として
、この発明による実施例を説明する。

【０００９】図２は、ＤＡＴのトラックフォーマットを
示した図である。図中、２１はヘリカルスキャン記録用
のトラック、２２及び２３は固定ヘッドで記録用のオプ
ショナルトラックＩ及びＩＩである。

【００１０】図３は、この実施例に於けるオプショナル
トラック（Ｉ）２２のトラックフォーマットを示したも
のである。尚、オプショナルトラック（ＩＩ）２３のト
ラックフォーマットは、これと同じであるのでここでは
説明を省略する。オプショナルトラック（Ｉ）２２及び
（ＩＩ）２３は、それぞれトラック幅５５μｍ、トラッ
クピッチ７０μｍの７トラックから構成されている。

【００１１】後述する記録ヘッドは、トラック幅５５μ
ｍの薄膜コイルヘッドを、再生ヘッドはトラック幅４０
μｍの薄膜ＭＲヘッドを用いる。最短記録波長を０．７
μｍとすると、ＤＡＴの標準テープスピードは８．１５
ｍｍ／秒であるから、オプショナルトラック２２及び２
３の１４トラックを全て使用した場合の記録レートは、
３１２Ｋバイト／秒である。

【００１２】図４は、ＤＡＴＡ／ＤＡＴに於けるグルー
プフォーマット１（ストリーミングモード）の説明図で
ある。１グループは４５フレーム（９０トラック）で構
成される。動画像データ、音声データ及びシステムデー
タ等は、誤り検出、訂正用のＣ１、Ｃ２符号が付加され
た後、データ領域に記録されるようになっている。更に
、誤り検出、訂正用のＣ３符号（レイヤードＥＣＣ）が
、Ｃ３パリティ領域に記録される。

【００１３】図５は、この実施例で扱われる動画像デー
タの階層構造を示したものである。同図（ａ）は、ビデ
オシーケンスレイヤーであり、原信号のフレームデータ
列である。また、同図（ｂ）は、原信号をデータ圧縮し
、フレーム順序の並べ変えが行われた圧縮データのフレ
ーム列を示している。ここで、Ｉフレームは、そのフレ
ームのデータをＤＣＴによってのみ符号化され、その後
適応／重み付けＤＣＴ係数量子化、ジグザクスキャン符
号化及びエントロピー符号化によりデータ圧縮されたフ
レームで、コアフレームとも称されるものである。Ｐフ
レームは、１つ前（過去）のＩフレーム或いはＰフレー
ムを基に動き補償フレーム間予測が行われ小さな差分値
となった後、ＤＣＴ変換されて高能率符号化されたフレ
ームである。Ｂフレームは、１つ前或いは次（未来）の
ＩフレームまたはＰフレームを基に動き補償フレーム間
予測が行われた後、同様の高能率圧縮されたフレームで
ある。更に、同図（ｃ）は、グループオブピクチャーレ
イヤーを示したものであり、この実施例では９フレーム
で１グループを構成する。

【００１４】図１は、この実施例の構成を示したもので
ある。同図に於いて、１は動画圧縮回路であり、動画像
データの圧縮符号化を行うものである。２は通常再生用
信号処理部で、記録時には入力されたデータへの、上記
した誤り訂正に必要なＣ３符号の付加、Ｃ１、Ｃ２符号
の付加、及びデータのＤＡＴＡ／ＤＡＴフォーマットへ
の変換（インターリーブ）が、再生時にはデインターリ
ーブや誤り訂正等の処理が行われる。

【００１５】３は通常再生用記録再生回路で、記録時に
は記録変調されて記録アンプを通して、通常再生用記録
再生ヘッド４に出力し、また再生時には増幅された後、
等化、検出、復調等が行われる。５は高速再生用のフレ
ーム抜き出し回路であり、動画像圧縮エンコーダにて圧
縮符号化されたデータから、高速再生のために記録する
必要のあるコアフレームのデータを抜き出すための回路
である。６は高速再生用信号処理部で、記録時には高速
再生用に抜き出されたデータへの、Ｃ１、Ｃ２符号の付
加、誤り訂正に必要なＣ１、Ｃ２符号の付加、及び高速
再生用フォーマットへの変換（インターリーブ）が、再
生時にはデインターリーブや誤り訂正等が行われる。

【００１６】７は高速再生用記録再生回路で、記録時に
は記録変調してデマルチプレクスされ、記録アンプを通
して記録再生ヘッドに出力する。また、再生時には各ト
ラック毎に増幅された後マルチプレクスされ、再生時の
等化、検出、復調等が行われる。８は高速再生用記録ヘ
ッドで、マルチトラックのコイル型薄膜ヘッドである。 また、９は高速再生用再生ヘッドで、マルチトラックの
磁気抵抗型薄膜ヘッドである。尚、１０は磁気テープで
ある。

【００１７】更に、１１は再生信号選択用のセレクタで
、図中Ｃ点に入力される再生速度制御信号により、通常
再生信号と高速再生信号とが選択される。１２は動画像
伸長回路で、Ｃ点に入力される再生速度制御信号により
、動画像の伸長方式が通常再生用と高速再生用とに切り
替わるようになっている。

【００１８】尚、高速再生用のデータとは、メイントラ
ックに記録される画像データの一部を用いて構成される
画像データ、或いはメイントラックに記録される画像デ
ータを基に、高速再生用として加工された画像データ及
びメイントラックに記録される画像データのタイトルや
時間情報、フレームナンバー等を表す付加情報のことで
ある。次に、このように構成された動画像のデジタル記
録再生装置の動作について説明する。

【００１９】先ず、動画像データの記録動作について説
明する。図１に於いて、Ａ点より入力された動画像の原
信号は、動画圧縮回路１にて図５（ａ）に示されるよう
に、Ｉフレーム圧縮、Ｐフレーム圧縮、Ｂフレーム圧縮
が順次行われる。同実施例では、圧縮後のコアフレーム
の符号量は１６Ｋバイト、１グループ（９フレーム）の
符号量は４５Ｋバイトとする（Ｒｅｃ．６０１の有効画
素のデータ量に対する圧縮率は、約１３０分の１）。

【００２０】次に、通常再生用信号処理部２にて、ＤＡ
ＴＡ／ＤＡＴのフォーマットに従って、動画像データに
誤り訂正用のＣ３符号が付加、インターリーブ、誤り検
出、訂正用のＣ１、Ｃ２符号の付加がなされ、ＤＡＴＡ
／ＤＡＴのメインデータとしてフォーマットに基いて出
力される。そして、通常再生用記録再生回路３にて、記
録変調され、図示されない記録アンプを経由して、通常
再生用記録再生ヘッド４により磁気テープ１０のメイン
データエリアに、動画像データが記録される。

【００２１】同時に、動画圧縮回路１にてデータ圧縮さ
れた動画像データは、フレーム抜き出し回路５に於いて
１つおきのＩフレームのデータが出力される。次に、こ
の出力されたＩフレームのデータは、高速再生用信号処
理部６にて、インターリーブされ、誤り訂正用のＣ１、
Ｃ２から成る２重リードソロモン符号が付加され、同期
信号、ＩＤコード、フレームアドレス等の付加情報と共
に出力される。次いで、高速再生用記録再生回路７にて
、８−１０変換方式による変調が行われ、デマルチプレ
クサによりチャネルビット毎に記録アンプを経由して、
高速再生用記録ヘッド８により、オプショナルトラック
２２に記録される。このときのデータ転送レートは２０
９Ｋビット／秒であるが、誤り訂正用符号の付加、付加
情報の付与、記録変調等による冗長度が３３％あるため
、最終的な記録レートは３１２Ｋビット／秒となる。次
に、磁気テープ１０に記録されている動画像データの再
生動作について説明する。

【００２２】先ず、通常速度に於ける再生の場合につい
て説明する。通常再生用記録再生用ヘッド４にて再生さ
れた信号は、通常再生用記録再生回路３にて増幅、波形
等化、検出され、復調される。次に、通常再生信号処理
部２にて、デインターリーブ、誤り訂正される。その後
、Ｃ点からの再生速度切り換え信号により、セレクタ１
１で通常再生信号処理部２からの出力が選択されて、動
画像伸長回路１２にて復号される。これにより、動画像
信号として、Ｂ点より図５（ａ）に示される順番で出力
される。

【００２３】次に、高速再生の場合について説明する。 高速再生用再生ヘッド９により再生された信号は、高速
再生用記録再生回路７内に於いて、各トラック毎に増幅
され、マルチプレクサにより多重化された後、等化回路
により波形干渉を補正され、ＰＬＬ回路によりデータと
クロックに分離され、検出回路にて同期検出され、その
後、１０−８変換による復調が行われる。次いで、高速
再生用信号処理部６にてデインターリーブ・誤り訂正さ
れる。その後、セレクタ１１の選択により高速再生用信
号処理部６の出力が選択されて、動画像伸長回路１２に
て復号される。こうして、動画像信号として、Ｂ点より
図５の（ａ）に示す順番で出力される。

【００２４】尚、上述した実施例では、９フレームを１
グループオブピクチャーレイヤーとしたが、必ずしもこ
れである必要はなく、また、Ｉフレーム、Ｐフレーム、
Ｂフレームの割当も、上記実施例の限りではない。

【００２５】また、この実施例では、ＤＡＴＡ／ＤＡＴ
を例に示したが、少なくとも通常再生のデータを、ヘリ
カルスキャンヘッドで記録されるトラックに記録し、少
なくとも高速再生のデータを固定ヘッドで記録されるト
ラックに記録するものであればよい。加えて、高速再生
用の記録ヘッドまたは再生ヘッドのトラック数や方式は
、上記実施例に限定されるものではない。

【００２６】更に、上述した実施例では、オプショナル
トラックを構成する全てのトラックには高速再生用の動
画像データを記録した、もちろん時間情報、頭出し用の
ＩＤ信号等の付加情報を記録しておいてもよい。例えば
、頭出し用のＩＤ信号を入れておけば、その信号を超高
速サーチ用に利用することができる。

【００２７】次に、この発明による第２の実施例を以下
に示す。上述した第１の実施例では、通常再生時のテー
プスピードに対する高速再生時のテープスピードの比を
Ｎとすると、高速再生時のデータ転送レートは、通常再
生時のＮ倍になる。このため、磁気ヘッドや電気回路の
帯域や処理スピードは、その分だけ大きく取っておく必
要があり、高速再生できるスピードに限界がある。

【００２８】しかしながら、図１のフレーム抜き出し回
路５に於けるＩフレームの抽出を、２Ｎフレームおきの
Ｉフレームに対して行い、それを高速再生用データとし
て記録再生すれば、Ｎ倍速時のデータ転送レートは、通
常再生時と同じになる。したがって、磁気ヘッドや電気
回路の帯域や処理スピードは、通常再生時と同じでもよ
いことになる。この結果、高速再生時のフレームレート
は、Ｎの値によらず、上述した実施例の場合には通常再
生時と同じ４．５フレーム／秒になる。

【００２９】従来のヘリカルスキャン方式では、高速再
生時には記録トラックの方向に対してヘッドが斜めに走
査するために、高速再生時に得られるデータは間欠的に
なり、動画像の復元は非常に困難であるが、この装置に
よれば、高速再生用のトラックに記録されたデータは全
て再生することができるため、記録された高速再生用の
動画像データを完全に復号することが可能である。

【００３０】また、この装置に於いては、高速再生時は
ヘリカルスキャンヘッドは使用しないため、テープを回
転ドラムに巻き付ける必要がなくなり、高速再生時のテ
ープ表面の磁性体の劣化は、はるかに小さくなる。更に
、ヘリカルスキャンヘッドを用いた高速再生では、転送
レートを一定にするために回転ドラムの回転数を高精度
に制御する必要があるが、この装置によればその必要が
なくなる。

【００３１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ヘリカ
ルスキャン方式で動画像を記録するときに、ヘリカルス
キャントラックとは別のトラックに、高速再生用の動画
像データを固定ヘッドを用いて記録し再生することによ
り、容易に高速再生が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す動画像のデジタ
ル記録再生装置のブロック構成図である。

【図２】ＤＡＴのトラックフォーマットを示した図であ
る。

【図３】図２のオプショナルトラック（Ｉ）２２のトラ
ックフォーマットを示した図である。

【図４】ＤＡＴＡ／ＤＡＴに於けるグループフォーマッ
ト１の説明図である。

【図５】動画像データの階層構造を示した図である。

【符号の説明】

１…動画圧縮回路、２…通常再生用信号処理部、３…通
常再生用記録再生回路、４…通常再生用記録再生ヘッド
、５…フレーム抜き出し回路、６…高速再生用信号処理
部、７…高速再生用記録再生回路、８…高速再生用記録
ヘッド、９…高速再生用再生ヘッド、１０…磁気テープ
。１１…セレクタ、１２…動画像伸長回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　記録されるべく動画像のデータを圧縮
   する動画像圧縮手段と、この動画像圧縮手段で圧縮され
   た動画像データを通常再生速度で記録するべく信号処理
   を行う通常再生用信号処理手段と、この通常再生用信号
   処理手段で信号処理された動画像データを磁気テープの
   第１のトラックに記録すると共にこの磁気テープに記録
   されている動画像データを再生する通常再生用記録再生
   ヘッドと、この通常再生用記録再生ヘッドで再生された
   動画像データを通常再生速度で再生するべく信号処理す
   る再生信号処理手段と、上記動画圧縮回路でデータ圧縮
   された動画像データを所定フレーム毎に抜き出すフレー
   ム抜き出し手段と、このフレーム抜き出し手段で抜き出
   されたフレームの動画像データを通常再生速度で記録し
   、高速で再生するべく信号処理を行う高速再生用信号処
   理手段と、この高速再生用信号処理手段で信号処理され
   た動画像データを上記磁気テープの第１のトラックと異
   なる第２のトラックに記録する高速再生用記録ヘッドと
   、上記磁気テープに記録されている動画像データを高速
   再生する高速再生用再生ヘッドと、この高速再生用再生
   ヘッドで再生された動画像データを信号処理する高速再
   生用信号処理手段と、上記通常再生用記録再生ヘッドで
   再生された動画像データと上記高速再生用再生ヘッドで
   再生された動画像データを再生速度切り換え信号により
   選択する選択手段とを具備することを特徴とする動画像
   データのデジタル記録再生装置。
2. 【請求項２】　　上記通常再生用記録再生ヘッドはヘリ
   カルスキャンヘッドで構成され、高速再生用再生ヘッド
   は固定ヘッドで構成される請求項１に記載の動画像デー
   タのデジタル記録再生装置。
3. 【請求項３】　　上記高速再生用として記録される動画
   像データは、通常再生用として記録される動画像データ
   の中のフレーム内圧縮されるフレームのデータを基にし
   て構成されている請求項１に記載の動画像データのデジ
   タル記録再生装置。
4. 【請求項４】　　上記高速再生用再生ヘッドはマルチト
   ラックの薄膜固定ヘッドを有している請求項１に記載の
   動画像データのデジタル記録再生装置。