JPH0520794A - デイジタル信号記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成でビットレートの異なるディジタル
オーディオ機器との互換性を確保すると共に、再生時の
エラー訂正能力を向上させる。 【構成】標準以外のディジタルオーディオデータには既
知データ「０」を付加して標準の枠組み、ここではｋ１
×ｋ２＝２６×２８（バイト）を構成し、これにパリテ
ィＰ１，Ｐ２を付加して標準の積符号構成ｎ１×ｎ２＝
３２×３２（バイト）とする。次にこれをインターリー
ビングして既知データ「０」をオーディオデータ内にち
りばめて記録するこれによってビットレートの異なるオ
ーディオデータを記録できる。再生時には記録時と同じ
位置に既知データ「０」をはめ込んでからエラー訂正を
行なう。これによって既知データ「０」にエラーが発生
した場合、これが「０」に復帰されるのでエラー数が減
少する。したがって、その後のエラー訂正能力が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルＶＴＲなど
に適用して好適なディジタル信号記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル信号の記録再生装置例えばデ
ィジタルＶＴＲのなかには、他のオーディオ機器から出
力されるディジタルオーディオデータを直接記録できる
ようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のディジタルＶＴ
Ｒは特定のビットレートで入力したオーディオデータし
かまともに記録再生できないのが普通である。これはビ
ットレートが変わるとその信号処理系も変わるため、複
数種類のビットレートに対応しようとすると構成が非常
に複雑になるからである。

【０００４】ところが、実際のディジタルオーディオデ
ータの再生装置例えばＣＤ（コンパクト・ディスク）や
ＤＡＴ（ディジタル・オーディオ・テープレコーダ）な
どの出力は夫々ビットレートが異なっている。すなわち
ＣＤのビットレートは４４．１ＫＨｚ×１６ｂｉｔであ
り、ＤＡＴのビットレートは４８ＫＨｚ×１６ｂｉｔで
ある。

【０００５】したがって、従来のディジタルＶＴＲでは
例えばＤＡＴのディジタルデータを記録できるようにし
た場合、ＣＤのディジタルデータは記録できないなどの
問題が起こる。

【０００６】このような問題はディジタルＶＴＲに限ら
ず、他のディジタル信号記録再生装置に共通である。

【０００７】そこで、この発明は、上述したような課題
を解決したものであって、簡単な構成でビットレートが
異なる複数種類のディジタルデータを記録できると共
に、再生時のエラー訂正能力を強化できるディジタル信
号記録再生装置を提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、入力したディジタルデータ内
に既知データをちりばめることにより所定のデータ量に
して記録すると共に、再生時には既知データがはめ込ま
れた位置のデータを既知データと入れ換えてエラー訂正
するようにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】ディジタル信号で入力したオーディオデータを
記録再生する場合について説明すると、図３の入力端子
１Ｂから入力した、例えば３２ＫＨｚ×１６ｂｉｔのデ
ィジタルデータはＦＩＦＯメモリ２１に蓄積され、ここ
から標準ビットレートの４８ＫＨｚ×１６ｂｉｔで読み
出される。このオーディオデータがフレーミング回路１
９で図５Ａに示す如くｋ１×ｋ２＝２６×２８（バイ
ト）に枠組みされる。このとき標準のデータ量に対する
不足分（図中斜線部）は既知データ「０」が付加され
る。

【００１０】次に、この枠組にパリティ付加回路２０で
外符号Ｐ２と内符号Ｐ１が付加され、ｎ１×ｎ２＝３２
×３２（バイト）の積符号が構成される。このとき、本
例では既知データ「０」を含めた状態でＣ１方向および
Ｃ２方向のインターリービングが行なわれ、図５Ｂに示
す如く既知データ「０」がオーディオデータ内にちりば
められる。この積符号に同期信号とＩＤ信号が付加され
て（図２）磁気テープのオーディオセクタ２に記録され
る。

【００１１】再生時には図６のチャネルデコーダ３２で
ビデオデータと分離されたオーディオデータが音声信号
処理回路４４（図７）のエラー訂正回路４５でデインタ
ーリービングされ、次に記録時に既知データ「０」がは
め込まれた位置に再度既知データ「０」がはめ込まれ
る。これによって記録時にはめ込まれた既知データ
「０」にエラーが発生した場合には、これが元のデータ
「０」に復帰される。すなわちエラー数が低減される。

【００１２】続いて、このエラー訂正回路４５でエラー
訂正およびエラー検出が行なわれる。次に、デフレーミ
ング回路４７でオーディオデータから既知データ「０」
が取り除かれて元の枠組みに戻され、これがＦＩＦＯメ
モリ５１に蓄積される。そして、ＦＩＦＯメモリ５１か
らオーディオデータが入力時のビットレート３２ＫＨｚ
×１６ｂｉｔで読み出されて出力端子４３Ｂに供給され
る。

【００１３】

【実施例】続いて、本発明に係るディジタル信号記録再
生装置をディジタルＶＴＲに適用した場合の実施例につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明を適用したディジタルＶＴＲ
の記録側の構成を示す。同図において、入力端子１Ｙ，
１Ｕ，１Ｖに例えばカラービデオカメラからの三原色信
号Ｒ，Ｇ，Ｂから形成されたディジタル輝度信号Ｙ、デ
ィジタル色差信号Ｕ、Ｖが供給される。この信号のう
ち、ブランキング期間のデータを除去し、有効領域の情
報のみを取り出す有効情報抽出回路２によってデータ量
が圧縮される。

【００１５】有効情報抽出回路２の出力の内で輝度信号
Ｙ（サンプリング周波数は１３．５ＭＨｚ）が周波数変
換回路３に供給され、ここで例えば３／４のサンプリン
グ周波数に変換される。この周波数変換回路３として
は、例えば間引きフィルタが使用され、折り返し歪みが
生じないようになされている。周波数変換回路３の出力
信号がブロック化回路５に供給され、輝度データの順序
がブロックの順序に変換される。ブロック化回路５は、
後段に設けられたブロック符号化回路８のために設けら
れている。

【００１６】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２つの色差信号Ｕ，Ｖがサブサンプリングおよびサブラ
イン回路４に供給され、サンプリング周波数が夫々半分
に変換された後、２つのディジタル色差信号が交互にラ
イン毎に選択され、１チャネルのデータに合成される。
したがって、このサブサンプリングおよびサブライン回
路４からは線順次化されたディジタル色差信号が得られ
る。

【００１７】サブサンプリングおよびサブライン回路４
の線順次出力信号がブロック化回路６に供給される。ブ
ロック化回路６ではブロック化回路５と同様に、テレビ
ジョン信号の走査の順序の色差データがブロックの順序
のデータに変換される。ブロック化回路５および６の出
力信号が合成回路７に供給される。

【００１８】合成回路７では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号および色差信号が１チャネルのデータに変
換され、この合成回路７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。ブロック符号化回路８としては、ブ
ロック毎のダイナミックレンジに適応した符号化回路
（以下、ＡＤＲＣと称する）、ＤＣＴ（Ｄiscrete Ｃos
ine Ｔransform）回路等が適用できる。ブロック符号化
回路８の出力信号がフレーム化回路９に供給され、フレ
ーム構造のデータに変換される。このフレーム化回路９
では、画像系のクロックと記録系のクロックとの乗り換
えが行なわれる。

【００１９】フレーム化回路９の出力信号がパリティ発
生回路１０に供給され、エラー訂正符号のパリティが生
成される。パリティ発生回路１０の出力信号が混合回路
１４に供給される。混合回路１４には、後述する音声信
号処理回路１５からディジタルオーディオデータが供給
される。

【００２０】混合回路１４では、後述するように１セグ
メントの所定の位置に、これらのビデオデータ、オーデ
ィオデータが挿入されたデータを形成する。混合回路１
４の出力信号がチャネルエンコーダ１１に供給され、記
録データの低域部分を減少させるようなチャネルコーデ
ィングがなされる。チャネルエンコーダ１１の出力信号
が記録アンプ１２Ａ，１２Ｂと回転トランス（図示せ
ず）を介して磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂに供給され、磁
気テープに記録される。

【００２１】図２は、上述のディジタルＶＴＲにおける
磁気テープの記録パターンを示す。同図（ａ）は１トラ
ックもしくは１セグメントに記録されるデータの配列を
示し、ビデオセクタとは別にオーディオセクタが２つ設
けられている。各セクタの前後には、データが記録され
ないマージンのエリア（図中斜線部）とプリアンブルお
よびポストアンブルの各エリアが設けられている。

【００２２】これによって、各セクタが個別に編集でき
るようになっている。また、プリアンブルおよびポスト
アンブルには、例えばデータのビット周波数と等しい周
波数のパルス信号が記録され、これによって再生側に設
けられているビットクロック抽出のためのＰＬＬのロッ
クが容易となる。

【００２３】ビデオセクタおよび各オーディオセクタ
１，２は夫々複数の同期ブロックで構成されている。こ
こで、オーディオセクタについて説明すると、各同期ブ
ロックは同図（ｂ）に示すように同期信号、ＩＤ信号、
オーディオデータおよびパリティによって構成されてい
る。このうち、オーディオデータとパリティは同図
（ｃ）に示すようにＣ１（ｎ１，ｋ１）×Ｃ２（ｎ２，
ｋ２）の積符号構成となっている。この積符号はｋ１×
ｋ２（バイト）のオーディオデータに内符号パリティ
（Ｐ１）と外符号パリティ（Ｐ２）とが付加されたもの
であり、トータルｎ１×ｎ２（バイト）で構成されてい
る。このような積符号はシステムに合わせて適宜設定さ
れる。

【００２４】次に、上述の音声信号処理回路１５の一実
施例について説明する。図３は記録側の音声信号処理回
路１５を示し、アナログデータとディジタルデータの両
方を特定のディジタルデータに変換するように構成され
ている。同図において、例えばこのディジタルＶＴＲに
接続されたビデオカメラの撮影時には、切換スイッチ１
８がアナログモードａ側に設定される。

【００２５】そして入力端子１Ａから入力された例えば
Ｌ，Ｒ２チャネルのアナログオーディオデータが、Ａ／
Ｄ変換器１６で例えばＤＡＴと同様に４８ＫＨｚ×１６
ｂｉｔのディジタルオーディオデータに変換される。こ
のときのビットレートは４８［ＫＨｚ］×１６［ｂｉ
ｔ］×２［チャネル］＝１．５３６［Ｍｂ／Ｓ］とな
る。これがこのディジタルＶＴＲの標準ビットレートと
なる。

【００２６】このディジタルオーディオデータが次にオ
ーディオ信号処理回路１７に供給され、ここで情報源符
号化によって圧縮などの処理が行なわれる。但し、ここ
では説明を簡単にするため圧縮しない場合について説明
する。オーディオ信号処理回路１７の出力は切換スイッ
チ１８を経てフレーミング回路１９に供給され、ここで
図４に示すようにｋ１×ｋ２＝２６×２８＝７２８（バ
イト）の枠組みが構成される。

【００２７】図３においてフレーミング回路１９で枠組
みされたオーディオデータがパリティ付加回路２０に供
給され、ここで外符号パリティＰ２と内符号パリティＰ
１が付加されてｎ１×ｎ２＝３２×３２＝１０２４（バ
イト）の積符号に構成される。このオーディオデータが
上述の混合回路１４に供給され、ここでビデオデータと
混合されて記録ヘッド１３Ａ，１３Ａに供給されること
により、上述のオーディオセクタ（図２）に記録され
る。

【００２８】さて、この音声信号処理回路１５は次に説
明するようにディジタル信号で入力したオーディオデー
タを標準のビットレートに変換するように構成されてお
り、これによって各種のディジタルオーディオ機器との
互換性が確保される。ここでは一例として３２ＫＨｚ×
１６ｂｉｔ×２チャネルのディジタルオーディオデータ
が入力した場合について説明する。

【００２９】図３において、ディジタルオーディオデー
タは入力端子１Ｂから入力し、これがＦＩＦＯ（Ｆirst
Ｉn Ｆirst Ｏut）メモリ２１に一旦蓄積される。この
ＦＩＦＯメモリ２１は入力したデータのビットレートを
標準のビットレートに変換するためのものであり、後述
するようにコントローラ２２によって制御される。

【００３０】また、入力端子１Ｂに入力されたディジタ
ルオーディオデータには、これがディジタル信号である
ことおよびビットレートが３２ＫＨｚ×１６ｂｉｔ×２
チャネルであることを示すモード信号が含まれており、
このモード信号がモード検出回路２３で検出される。

【００３１】ここで、検出されたモード信号がコントロ
ーラ２２および切換スイッチ１８に供給され、これによ
って切換スイッチ１８がディジタルモードｂ側に切り換
えられると共に、コントローラ２２がＦＩＦＯメモリ２
１の動作をコントロールする。そしてＦＩＦＯメモリ２
１に蓄積されているオーディオデータが標準のビットレ
ートすなわち４８ＫＨｚ×１６ｂｉｔで読み出される。

【００３２】ＦＩＦＯメモリ２１から読み出されたオー
ディオデータが切換スイッチ１８を経てフレーミング回
路１９に供給される。このフレーミング回路１９には上
述のモード信号も供給されており、ここで標準のビット
レートにおける所定期間内の総データ量と、入力された
ディジタルデータの同一期間内の総データ量との差が算
出され、図５Ａに示す如くその差分のデータ量だけ既知
データ（図中斜線部）を付加することにより標準の場合
と同じ枠組みが形成される。

【００３３】すなわち、ここでは入力されたオーディオ
データのビットレートは３２（ＫＨｚ）×１６（ｂｉ
ｔ）×２（チャネル）＝１．０２４（Ｍｂ／Ｓ）であ
り、同一期間内では上述した標準のビットレート１．５
３６（Ｍｂ／Ｓ）に対し２／３のデータ量となる。その
ため標準の積符号構成に合致しなくなる。そこでその差
分だけ既知のデータ例えば「０」を付加することによっ
て標準の積符号が構成される。ここではＣ１およびＣ２
の両方向に対して既知データ「０」が付加されるように
なされている。

【００３４】さて、図３においてフレーミング回路１９
で枠組みされたｋ１×ｋ２＝２６×２８（バイト）のオ
ーディオデータがパリティ付加回路２０に供給され、こ
こでエラー訂正用の外符号パリティＰ２および内符号パ
リティＰ１が付加されてｎ１×ｎ２＝３２×３２（バイ
ト）の積符号（図５Ａ）が構成される。

【００３５】このパリティ付加回路２０では、さらにＣ
１およびＣ２方向のインターリービングが行なわれる。
図５ＢはＣ１方向にインターリービングしたときの概念
図を示し、既知データ「０」がオーディオデータ内にち
りばめらていることがわかる。この既知データ「０」の
シャフリングによってＣ１およびＣ２方向のエラー訂正
能力が向上する。

【００３６】パリティ付加回路２０では、既知データ
「０」のはめ込まれた位置が検出され、その情報がＩＤ
信号処理回路２４に供給される。このＩＤ信号処理回路
２４には、モード検出回路２３からのモード信号も供給
される。そして、既知データ「０」の位置、記録するオ
ーディオデータがディジタルで入力されたことおよびそ
のビットレートが３２ＫＨｚ×１６ｂｉｔ×２チャネル
であることを示すＩＤ信号が出力され、これがパリティ
付加回路２０の出力に付加される。

【００３７】このようにして音声信号処理回路１５で標
準の積符号が構成されるとともに、ＩＤ信号が付加され
たオーディオデータが上述の混合回路１４に供給され、
これによって磁気テープのオーディオセクタ２に記録さ
れる。

【００３８】なお、入力端子１Ｂから標準のビットレー
トでオーディオデータが入力した場合は、既知データが
付加されずに図４と同様な積符号が構成される。それ以
降は上述したと同様に処理される。

【００３９】次に、このディジタルＶＴＲの再生系につ
いて説明する。図６はディジタルＶＴＲの再生側の構成
を示す。同図において、磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂから
の再生データが回転トランス（図示せず）および再生ア
ンプ３１Ａ，３１Ｂを介してチャネルデコーダ３２に供
給される。

【００４０】チャネルデコーダ３２においては、チャネ
ルコーディングの復調がなされ、このチャネルデコーダ
３２の出力信号のうちビデオデータがＴＢＣ回路（時間
軸補正回路）３３に供給される。オーディオデータは後
述する音声信号処理回路４４に供給される。ＴＢＣ回路
３３においては、再生信号の時間軸変動成分が除去され
る。このＴＢＣ回路３３からの再生データがＥＣＣ回路
３４に供給され、ここでビデオデータに関するエラー訂
正符号を用いたエラー訂正とエラー修整が行なわれる。

【００４１】ＥＣＣ回路３４の出力信号がフレーム分解
回路３５に供給される。フレーム分解回路３５によっ
て、ビデオデータのブロック符号化データの各成分が夫
々分離されると共に、記録系のクロックから画像系のク
ロックへの乗り換えがなされる。フレーム分解回路３５
で分解された各データがブロック復号回路３６に供給さ
れ、各ブロック単位に原データと対応する復元データが
復号される。

【００４２】ブロック復号回路３６からのビデオデータ
の復号データが分配回路３７に供給される。この分配回
路３７で、復号データが輝度信号と色差信号に分離され
る。輝度信号および色差信号がブロック分解回路３８お
よび３９に夫々供給される。ブロック分解回路３８およ
び３９は、記録側のブロック化回路５および６（図１）
と逆に、ブロックの順序の復号データをラスター走査の
順に変換する。

【００４３】ブロック分解回路３８からの復号輝度信号
が補間フィルタ４０に供給される。補間フィルタ４０で
は、記録時に３／４に変換された輝度信号のサンプリン
グレートが４／３倍されて元の周波数に変換される。補
間フィルタ４０からのディジタル輝度信号Ｙは、出力端
子４３Ｙに取り出される。

【００４４】一方、ブロック分解回路３９からのディジ
タル色差信号が分配回路４１に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕお
よびＶに夫々分離される。分配回路４１からのディジタ
ル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路４２に供給され、夫々補間
される。補間回路４２は、復元された画素データを用い
て間引かれたラインおよび画素のデータを補間するもの
で、補間回路４２からは、４／３倍されて元のサンプリ
ング周波数となったディジタル色差信号ＵおよびＶが得
られ、出力端子４３Ｕ、４３Ｖにそれぞれ取り出され
る。

【００４５】次に、再生側の音声信号処理回路４４につ
いて説明する。図７はこの音声信号処理回路４４を示
す。同図において、チャネルデコーダ３２から供給され
たオーディオデータがエラー訂正回路４５とＩＤ信号処
理回路４６に供給される。ＩＤ信号処理回路４６ではＩ
Ｄ信号がデコードされ、再生するオーディオデータが記
録時にアナログで入力されたかディジタルで入力された
か、ディジタルで入力された場合はそのビットレートや
既知データ「０」のはめ込まれた位置が判断される。

【００４６】アナログで入力したと判断された場合に
は、切換スイッチ４８がアナログモードａ側に設定され
る。エラー訂正回路４５ではオーディオデータがまずデ
インターリービングされ、次にエラー訂正およびエラー
検出が行なわれる。次に、このオーディオデータがデフ
レーミング回路４７および切換スイッチ４８を経て信号
処理回路４９に供給される。

【００４７】デフレーミング回路４７ではディジタルで
入力したオーディオデータを再生する場合に後述する枠
組み処理を行なうが、アナログで入力したオーディオデ
ータを再生する場合はそのまま通過する。そして、信号
処理回路４９では伸張処理や補間処理が行なわれ、これ
が出力端子４３Ａに供給される。

【００４８】ＩＤ信号処理回路４６で再生データがディ
ジタルで入力したと判断された場合には、切換スイッチ
４８がディジタルモードｂ側に切り換えられる。また、
エラー訂正回路４５ではまずオーディオデータがデイン
ターリービングされ、次にＩＤ信号処理回路４６からの
ＩＤ情報に基づいて記録時と同じ位置に既知データ
「０」がはめ込まれ、このオーディオデータにエラー訂
正およびエラー検出が行なわれる。

【００４９】このように記録時と同じ位置に既知データ
「０」をはめ込むことによって、信号処理途中で既知デ
ータ「０」にエラーが発生した場合には、これが元のデ
ータ「０」に復帰されるのでエラー数が減少する。した
がって、この場合にはエラー訂正能力がアップする。ま
た、上述したようにＣ１方向に既知データ「０」をはめ
込んでいるため、Ｃ２方向のエラー訂正能力もアップす
る。

【００５０】このようにして、エラー訂正回路４５で既
知データ「０」がはめ込まれたオーディオデータのエラ
ー訂正およびエラー検出が行なわれ、これがデフレーミ
ング回路４７に供給される。デフレーミング回路４７で
は既知データ「０」が取り除かれ、このオーディオデー
タが切換スイッチ４８を経てＦＩＦＯメモリ５１に供給
される。

【００５１】このとき、モード検出回路５２でオーディ
オデータのオリジナルビットレートが３２ＫＨｚ×１６
ｂｉｔであることが検出されており、この情報がコント
ローラ５３に供給される。そして、このコントローラ５
３の制御によってＦＩＦＯメモリ５１からオリジナルの
ビットレートでディジタルオーディオデータが読み出さ
れ、これが出力端子４３Ｂに供給される。

【００５２】なお、上述した実施例では記録時にアナロ
グで入力したオーディオデータとディジタルで入力した
オーディオデータを夫々別々に再生する場合について説
明したが、両者を同時に再生することもできる。

【００５３】既知データ「０」はシャフリングしない
で、そのままの位置に残して積符号を構成することもで
きる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は記録時に
入力したディジタルオーディオデータに既知データを付
加することにより、標準のビットレートに相当するデー
タ量に変換し、再生時には記録時と同じ位置に既知デー
タをはめ込んでからエラー訂正を行なうものである。

【００５５】したがって、本発明によれば、簡単な構成
でビットレートの異なる各種のディジタルオーディオ機
器との互換性が確保されると共に、再生時にはエラー訂
正能力が向上するので高品質のオーディオデータか得ら
れるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル信号記録再生装置を適
用したディジタルＶＴＲの記録側の構成図である。

【図２】磁気テープの記録パターンを説明する説明図で
ある。

【図３】記録側の音声信号処理回路の構成図である。

【図４】標準ビットレートの積符号構成を説明する説明
図である。

【図５】異種ビットレートの積符号構成を説明する説明
図である。

【図６】本発明に係るディジタル信号記録再生装置を適
用したディジタルＶＴＲの再生側の構成図である。

【図７】再生側の音声信号処理回路の構成図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ オーディオデータ入力端子 １３Ａ，１３Ｂ 磁気ヘッド １５ 記録側の音声信号処理回路 １９ フレーミング回路 ２０ パリティ付加回路 ２１，５１ ＦＩＦＯメモリ ２２，５３ ＦＩＦＯコントローラ ２３，５２ モード検出回路 ２４，４６ ＩＤ信号処理回路 ４３Ａ，４３Ｂ オーディオデータ出力端子 ４４ 再生側の音声信号処理回路 ４５ エラー訂正回路 ４７ デフレーミング回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力したディジタルデータ内に既知デー
   タをちりばめることにより所定のデータ量にして記録す
   ると共に、再生時には上記既知データがはめ込まれた位
   置のデータを上記既知データと入れ換えてエラー訂正す
   るようにしたことを特徴とするディジタル信号記録再生
   装置。