JPH0457495A - 高解像度テレビジョン信号の記録装置 - 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〕 この発明は、高解像度テレビジョン信号から形成された
帯域圧縮信号を磁気テープ等の記録媒体に記録するため
の記録装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、高解像度テレビジョン信号から少なくとも
サブサンプリングにより帯域圧縮された圧縮信号を記録
媒体に記録するための記録装置において、ディジタル圧
縮信号中の輝度データ及び色データのデータ量を圧縮す
るエンコーダを有し、このエンコーダは、輝度データ及
び色データをブロック構造に細分化し、ブロックのダイ
ナミックレンジ情報を検出し、ブロックのデータとブロ
ックの最小値又は最大値との差のデータをダイナミック
レンジ情報に適応して元のビット数より少ないビット数
で量子化するものであり、ディジタル信号の形態で圧縮
信号を記録することができる。

〔従来の技術〕

高解像度テレビジョン信号（ＨＤテレビジョン信号と略
す）は、ベースバンドでＮ　Ｔ　Ｓ　Ｃ方式（７）テレ
ビジョン信号と比してかなり広い帯域を持つので、必要
な伝送帯域を狭くするために、その帯域が圧縮される。

ＨＤテレビジョン信号の方式の一つであるハイビジョン
方式の場合では、ＭＵＳＥ信号が帯域圧縮された信号で
ある。この圧縮信号は、Ｔ　ＣＩ　　（ｔｉｍｅ　ｃｏ
ｍｐｒｅｓｓｅｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）信号と称
され、Ｔｅｌ信号を記録／再生するＶＴＲが考えられて
いる。

従来のＨＤテレビジョン信号用のＶＴＲは、Ｔｅｌ信号
をディジタル信号に変換し、時間軸伸長処理と複数の記
録チャンネルに分割する処理とを行ってからアナログ信
号に戻し、アナログ信号をＦＭ変調し、ＦＭ変調信号を
回転ヘッドで磁気テープに記録するものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のＴｅｌ信号を記録／再生するＶＴＲは、ディジタ
ル信号の段階で時間軸伸長等の処理を行うが、磁気テー
プには、アナログ信号（ＦＭ変調信号）が記録されるの
で、記録／再生の過程で、信号の質の劣化が生じる問題
があった。ディジタル化されたＴｅｌ信号を記録しよう
とすると、記録データ量が増大するので、多数の回転ヘ
ッドを使用すること、磁気テープの速度を速くすること
が必要とされる。その結果、小型のＶＴＲで、ＴＣＴ信
号を記録することが難しい問題点があった。

従って、この発明の目的は、小型の形状で、ディジタル
Ｔｅｌ信号を記録できる記録装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段］ この発明は、高解像度テレビジョン信号から少なくとも
サブサンプリングにより帯域圧縮された圧縮信号を記録
媒体に記録するための記録装置において、 圧縮信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（４
）と、 ディジタル圧縮信号中の輝度データ及び色データのデー
タ量を圧縮するエンコーダ（１４）とを有し、 エンコーダ（１４）は、輝度データ及び色データをブロ
ック構造に細分化するブロック化回路（１１，１２）と
、ブロックのダイナミックレンジ情報を検出する回路（
２２，２４）と、ブロックのデータとブロックの最小値
ＭＪＮ又は最大値ＭＡＸとの差のデータをダイナミック
レンジ情報に適応して元のビット数より少ないビット数
で量子化する回路（２６）とを含むものである。

〔作用〕

エンコーダ１４は、ＡＤＲＣにより、輝度データ及び色
データのデータ量を圧縮できる。従って、ディジタル信
号の形態で、Ｔｅｌ信号を記録することができ、信号の
劣化を低減できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図において、１は、衛星放送用のチューナか
らのＭＵＳＥ信号（ベースバンド）が供給される入力端
子、２がＭＵＳＥ方式のデコーダ、３がモニタである。

ハイビジョンのベースバンド信号の帯域は、輝度信号が
２２ＭＨｚ、二つの色差信号が夫々７ＭＨｚである。こ
のハイビジョン信号を衛星放送の１チヤンネル（２７Ｍ
Ｈｚ）で伝送できるように、ベースバンド信号の帯域を
約８ＭＨｚに圧縮するために、ＭＵＳＥ方式が提案され
ている。ＭＵＳＥ方式は、基本的には、オフセットサブ
サンプリングと色信号の線順次化により輝度信号及び色
信号のデータ量を低減するものであり、ＭＵＳＥ方式の
エンコーダからは、■フレーム（１１２５ライン）及び
１ライン（４８０サンプル）に対する信号の割り当てが
所定のフォーマットとされたＭＵＳＥ信号が発生する。

ＭＵＳＥデコーダ２は、サブサンプリングで間引かれた
画像データを補間する補間回路、サンプリング周波数の
変換回路等を有し、更に、ＴＣＩデコーダにより輝度信
号及び二つの色差信号を復号する。

入力端子１からのＭｔＪＳＥ信号は、Ａ／Ｄ変換器２に
よりディジタル信号に変換される。このディジタルＭＵ
ＳＥ信号がデイエンファシス回路５と同期、コントロー
ル信号分離回路６とに供給される。デイエンファシス回
路５は、衛星通信のために、予めエンファシスをかけら
れた信号を元に戻すためのものである。同期、コントロ
ール（８号分離回路６で分離された同期信号及びコント
ロール信号がシステムコントロール信号発生回路７に供
給される。

デイエンファシス回路５の出力信号がオーディオ及びビ
デオ分離回路８に供給される。この分離回路８からのオ
ーディオデータがオーディオ用のバッファメモリ９に供
給される。分離回路８からのビデオデータがＹ／Ｃ分離
回路１０に供給される。ＭＵＳＥ信号の１フイールドの
有効ライン数が５１６であり、１ラインには、有効サン
プリング数で、９４サンプルの色信号と３７４サンプル
の輝度信号とが含まれる。

Ｙ／Ｃ分離回路１０からの輝度信号及び色信号が夫々ブ
ロック化回路１１及び１２に供給される。

ブロック化回路１１は、水平及び垂直の大きさが（４Ｘ
４＝４６サンプル）のブロックに色信号の有効サンプル
を細分化する。他方のブロック化回路１２も同様のサイ
ズのブロックに輝度信号を細分化する。ブロック化回路
１１及び１２の出力信号がマルチプレクサ１３に供給さ
れ、１チヤンネルのデータ系列とされる。上述の１フイ
ールドの有効サンプル数から、１フイールドのブロック
数は、 ５１６÷４＝１２９ ９４÷４＝２３．５→２４（色信号） ３７４÷４＝９３．５→９４（輝度信号）１２９ｘ　　
（２４＋９４） ＝１５２２２ブロック／フィールド である。

マルチプレクサ１３の出力データがＡＤＲＣエンコーダ
１４に供給される。ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジに
適応した符号化であって、ＡＤＨＣエンコーダ１４の一
例が第２図に示される。

第２図において、２１で示す入力端子に、上述のように
（４Ｘ４）のブロック構造に変換されたディジタルデー
タ（ｍ度データ及び色データ）が供給される。この入力
データが最大値及び最小値検出回路２２及び遅延回路２
３に供給される。検出回路２２は、ブロックの最大値Ｍ
ＡＸと最小値ＭＩＮとを検出する。遅延回路２３は、最
大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを検出する時間、データを
遅延させる。減算回路２４で（ＭＡＸ−ＭＩＮ）の演算
がされ、減算回路２４からダイナミックレンジＤＲが得
られる。減算回路２５では、遅延回路２３からのデータ
から最小値ＭＩＮが減算され、減算回路２５から最小値
が除去されたデータが得られる。

減算回路２５の出力データ及びダイナミックレンジＤＲ
が量子化回路２６に供給される。量子化回路２６から元
のビット数（８ビツト）より少ないビット数例えば３ビ
ツトのコード信号ｔｉが得られる。量子化回路２６は、
ダイナミックレンジＤＲに適応した量子化を行う。つま
り、データのサンプル値をＳｉとすると、 の除算がされ、商を切り捨てで整数化した値がコード信
号ｔｉとされる。量子化回路２６は、除算回路或いはＲ
ＯＭで構成できる。

なお、ＡＤＲＣエンコーダ１４としては、上述の固定の
ビット長のＡＤＲＣに限らず、可変のビット長のＡＤＲ
Ｃ、データ量を制御するバッファリングが可能なＡＤＲ
Ｃ等を使用できる。

ダイナミックレンジＤＲ１最小値ＭＩＮ及びコード信号
ｔｉがマルチプレクサ２７に供給され、出力端子２８に
は、第３図に示すバイトシリアルのデータが取り出され
る。第３図は、１ブロツクのＡＤＲＣエンコーダ１４の
出力データ（ＤＲブロックと称する）を示している。一
つのＤＲブロックについて、各８ビツトのダイナミック
レンジＤＲ及び最小値ＭＩＮと、各３ビツトの１６個の
画素と対応するコード信号ｔＯ〜ｔ１５とが発生する。

従って、ＤＲブロックのデータ量は、（８＋８＋４８＝
６４ビット−８バイト）となり、符号化する前のデータ
量（８Ｘ１６＝１２８ビット＝１６バイト）が％に圧縮
される。

ＡＤＲＣエンコーダ１４の符号化出力とオーディオバッ
ファメモリ９からのオーディオデータとがフレーム化回
路１５に供給され、フレーム化回路１５から記録データ
が得られる。

第４図は、フレーム化回路１５の構成の一例を示し、３
１及び３２で示す入力端子からＡＤＲＣエンコーダ１４
の出力信号及びオーディオデータが供給される。加算回
路３３で両信号が混合され、パリティ発生回路３４に供
給される。この実施例では、エラー検出及び訂正符号と
して、リード・ソロモン符号を使用した積符号が採用さ
れている。

パリティ発生回路３４は、積符号の第１のリード・ソロ
モン符号（内符号と称される）のパリティＰ１を発生す
る。

パリティ発生回路３４からのデータ及びパリティがパリ
ティ発生回路３５に供給される。パリティ発生回路３５
では、積符号の第２のリード・ソロモン符号（外符号と
称される）のパリティＰ２を発生する。パリティ発生回
路３５は、パリティＰ２の生成と共に、データを２チヤ
ンネルの記録データに分割する処理を行う。パリティ発
生回路３５からの二つのチャンネルの出力データが加算
回路３６及び３７に夫々供給される。これらの加算回路
３６及び３７には、端子３８及び３９から夫々同期信号
、アドレス信号、識別信号等が供給される。出力端子４
０及び４１には、夫々同期ブロックで区切られた記録デ
ータが発生する。

第５図は、同期ブロックの一例を示す。一つの同期ブロ
ックは、１４１バイトの長さである。先頭の位置に２バ
イトの同期信号が位置し、同期信号に続いてアドレス信
号ＡＤ及び識別信号ＩＤ（２バイト）が位置する。更に
、０から１５の１６個のＤＲブロックが順番に配列され
る。ＤＲブロックは、前述のように８バイトの長さであ
るので、同期ブロック内には、（８Ｘ１６＝１２８バイ
ト）のＤＲブロックのデータが含まれる。１５番目のＤ
Ｒブロックの後に、３バイトのオーディオデータが付加
される。０番目から１５番目のＤＲブロックとオーディ
オデータに対して、リード・ソロモン符号の符号化がさ
れ、６バイトの内符号のパリティＰ１が形成される。

１フイールドには、１５２２２個のＤＲブロックが存在
するので、 １５２２２÷１６＝９５１．３７５ となり、１フィールド当りの同期ブロックの個数が９５
２個となる。また、ＭＵＳＥ信号中のオーディオデータ
は、１．３５Ｍビット／ｓｅｃであるから、１フイール
ドには、 （１，３５Ｘ１０”　）÷６０　＝２２，５００ビツト
含まれ、一つの同期ブロック当りでは、２２．５００÷
９５２＝２３．６ビツト含まれる。従って、上述のよう
に、各同期ブロックで、オーディオデータに対して３バ
イトが割り当てられている。第５図に示す同期ブロック
の冗長度は、 （２＋２＋６）÷（１２８＋３）＝７．３％である。

フレーム化回路１５では、上述のように、エラー検出及
び訂正の符号化等の処理がされ、第５図に示す同期ブロ
ックを単位とし、２チヤンネルの記録データが発生する
。各チャンネルの記録データがディジタル変調回路１６
及び１７により夫々変調され、回転ドラム、磁気ヘッド
、磁気テープ、磁気テープ走行機構、モータ等で構成さ
れるテープ・ヘッド系１８に供給される。

テープ・ヘッド系１８は、図示せずも、回転ドラムに４
個の磁気ヘッドが設けられ、回転ドラムの周面に１８０
°の巻きつけ角で斜めに巻きつけられた磁気テープに対
して磁気ヘッドが交互に接して記録／再生を行う構成と
されている。４個の磁気ヘッドで、２個づつの磁気ヘッ
ドが極めて近接した位置に取りつけられている。この近
接した２個の磁気ヘッドの一方がＡチャンネルとされ、
その他方がＢチャンネルとされる。Ａチャンネルの二つ
の磁気ヘッド同士の間隔と、Ｂチャンネルの二つの磁気
ヘッド同士の間隔が１８０°とされている。これらのＡ
チャンネル及びＢチャンネルに対して、２チヤンネルの
記録データが夫々供給され、２トランクが磁気テープに
並列的に形成される。更に、回転ドラムの回転数がフレ
ーム周波数の数倍例えば２．５倍とされる。

上述のテープ・ヘッド系１８は、−例であって、磁気ヘ
ッドの個数、チャンネル数、回転ドラムの回転数等は、
適宜選択しうる。

磁気ヘッドの１回の走査で形成される２本のトラックを
１セグメントと呼ぶと、１セグメントには、第６図に示
す符号構成のデータが記録される。

１セグメントの同期ブロックの個数は、１フイールド内
に９５２個の同期ブロックが含まれるので、９５２＋２
．５＝３８０．８回期ブロック３８０．８＜３８４＝２
’　・３ 従って、１セグメント当りで３８４同期ブロックとなり
、２個の磁気ヘッドで記録するから、各磁気ヘッドで形
成される１本のトラックには、１９２同期ブロックが含
まれる。従って、第６図に示すように、（６Ｘ３２）の
マトリクス状に、１９２個の同期ブロックを配し、垂直
方向に４行の外符号のパリティＰ２が配される。つまり
、同期信号を除いて縦方向に並ぶ３２バイトが外符号の
符号化をされ、パリティＰ２が形成される。このパリテ
ィＰ２からなる同期ブロックは、第５図と同様のデータ
構成である。

テープ・ヘッド系１８からの再生データは、記録と逆の
順序で処理される。Ａチャンネル及びＢチャンネルの夫
々の再生データがディジタル復調回路５１及び５２を介
してフレーム分解回路５３に供給される。フレーム分解
回路５３では、上述のエラー検出及び訂正符号の復号、
ビデオデータとオーディオデータとの分離等の処理がさ
れる。

フレーム分解回路５３からのオーディオデータ及び破線
の経路で示すそのエラーフラグがオーディオバッファメ
モリ５４に供給される。輝度データ及び色データとその
エラーフラグがＡＤＲＣデコーダ５５に供給される。

第７図は、ＡＤＲＣデコーダ５５の一例を示す。

入力端子７１からの入力データがデイマルチプレクサ７
２に供給され、ダイナミックレンジＤＲ。

最小値ＭＩＮ及びコード信号ｔｉがデイマルチプレクサ
７２で分離される。ダイナミックレンジＤＲ及びコード
信号ｔｉがデコーダ７３に供給され、デコーダ７３によ
り復元値が形成される。デコーダ７３は、ＲＯＭ或いは
乗算器で構成され、ＡＤＲＣエンコーダ１４の量子化回
路２６と逆の処理で復元値を発生する。この復元値が加
算回路７４に供給され、最小値ＭＩＮと加算される。出
力端子７５に、復元値が得られる。

ＡＤＲＣデコーダ５５の出力信号がデイマルチプレクサ
５６に供給され、輝度データと色データとが分離される
。各データがブロック分解回路５７及び５８に供給され
る。これらのブロック分解回路５７及び５８は、ブロッ
ク構造のデータをテレビジョン走査の順序に変換する。

ブロック分解回路５７及び５８の出力がＹ／Ｃ合成回路
５９で合成される。合成回路５９の出力とオーディオバ
ッファメモリ５４からのオーディオデータとが合成回路
６０で合成される。

合成回路６０の出力信号がＴＣＩ信号発生回路６１に供
給され、ＭＵＳＥ信号のフォーマットの信号が形成され
る。このディジタルＭＵＳＥ信号には、エラーフラグが
付加されている。ディジタルＭＵＳＥ信号がＭＵＳＥデ
コーダ２に供給され、モニタ３により再生画像が得られ
る。

なお、ＨＤテレビジョン放送の方式は、ハイビジョン方
式に限らず、ＨＤ−ＭＣＡ方式等が提案されているが、
この発明は、これらのＨＤ方式の帯域圧縮信号の記録／
再生に対しても適用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は、ＨＤテレビジョン信号の圧縮信号中の輝度
信号及び色信号をＡＤＲＣにより圧縮しているので、小
型の装置で、ディジタル圧縮信号の記録を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はＡ
ＤＲＣエンコーダの一例のブロック図、第３図はＤＲブ
ロックのデータ構成を示す路線図、第４図はフレーム化
回路の一例のブロック図、第５図はシンクプロッタのデ
ータ構成を示す路線図、第６図は１セグメントの符号構
成を示す路線図、第７図はＡＤＲＣデコーダの一例のブ
ロック図である。 図面における主要な符号の説明 １：ＭＩＪＳ巳信号の入力端子、 ４：Ａ／Ｄ変換器、 １１．１２ニブロック化回路、 １４：ＡＤＲＣエンコーダ、 １５：フレーム化回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高解像度テレビジョン信号から少なくともサブサンプリ
   ングにより帯域圧縮された圧縮信号を記録媒体に記録す
   るための記録装置において、上記圧縮信号をディジタル
   信号に変換する手段と、 上記ディジタル圧縮信号中の輝度データ及び色データの
   データ量を圧縮するエンコーダとを有し、上記エンコー
   ダは、上記輝度データ及び色データをブロック構造に細
   分化するブロック化手段と、上記ブロックのダイナミッ
   クレンジ情報を検出する手段と、上記ブロックのデータ
   と上記ブロックの最小値又は最大値との差のデータを上
   記ダイナミックレンジ情報に適応して元のビット数より
   少ないビット数で量子化する手段とを含む ことを特徴とする高解像度テレビジョン信号の記録装置
   。