JPH0530470A - デイジタルビデオ信号の記録および／または再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】変換符号化で発生した係数データを複数の磁気
ヘッドによって記録する時に、一つの磁気ヘッドのクロ
ッグあるいはドロップアウトによる再生画像の劣化を防
止する。 【構成】ブロック化回路３により入力ディジタルビデオ
信号がブロック構造に変換され、ＤＣＴ等の変換符号化
回路５でそのデータ量が圧縮される。磁気ヘッドＨ１、
Ｈ２に対して係数データを分配する時に、ブロック単位
で五の目状の配置が得られるようにする。再生系のエラ
ー修整回路１６では、周辺の他のチャンネルの係数デー
タの平均値でエラーの係数データが補間される。この補
間に使用する係数データは、修整しようとする係数デー
タと同じ次数のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタルビデオ信
号を変換符号化により圧縮してから磁気テープに記録す
る記録方法および／または再生方法に関し、特に、複数
の磁気ヘッドに対する符号化出力の供給、並びに符号化
出力のエラー修整に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラービデオ信号をディジタル化
して磁気テープ等の記録媒体に記録するディジタルＶＴ
Ｒとしては、放送局用のＤ１フォーマットのコンポーネ
ント形のディジタルＶＴＲおよびＤ２フォーマットのコ
ンポジット形のディジタルＶＴＲが実用化されている。

【０００３】前者のＤ１フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒは、輝度信号および第１、第２の色差信号をそれぞれ
１３．５ＭHz、６．７５ＭHzのサンプリング周波数でＡ
／Ｄ変換した後所定の信号処理を行ってテープ上に記録
するもので、これらコンポーネント成分のサンプリング
周波数の比が４：２：２であるところから、４：２：２
方式とも称されている。後者のＤ２フォーマットのディ
ジタルＶＴＲは、コンポジットカラービデオ信号をカラ
ー副搬送波信号の周波数ｆscの４倍の周波数の信号でサ
ンプリングを行ってＡ／Ｄ変換し、所定の信号処理を行
った後、磁気テープに記録するようにしている。

【０００４】これらディジタルＶＴＲは、共に放送局用
に使用されることを前提として設計されているため、画
質最優先とされ、１サンプルが例えば８ビットにＡ／Ｄ
変換されたディジタルカラービデオ信号を実質的に圧縮
することなしに、記録している。

【０００５】Ｄ１フォーマットのディジタルＶＴＲで
は、上述のサンプリング周波数で、各サンプル当り８ビ
ットでＡ／Ｄ変換した場合に、約２１６Ｍｂｐｓ（メガ
ビット／秒）の情報量となる。このうち水平および垂直
のブランキング期間のデータを除くと、図５Ａに示すよ
うに、１水平期間の輝度信号の有効画素数が７２０、色
差信号の有効画素数が３６０となり、各フィールドの有
効走査線数がＮＴＳＣ方式（５２５／６０）では２５０
となる。この１フィールドの有効ビデオデータが５個の
セグメントに分割される。

【０００６】また、Ｄ２フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒでは、有効画像範囲は、図５Ｂに示すように、１水平
期間の有効画素数が７６８、各フィールドの有効走査線
数がＮＴＳＣ方式では、２５５とされる。この１フィー
ルドの有効ビデオデータが３個のセグメントに分割され
る。

【０００７】Ｄ１およびＤ２フォーマットでは、シャフ
リング、エラー訂正符号化等の種々の処理がなされる。
ビデオデータの各画素が最終的に、複数のヘッドにどの
ように分配されるかを図６が示している。Ｄ１フォーマ
ットでは、図６Ａに示すように、０、１、２、３の各数
字で示される４個の回転ヘッドに対して、各画素データ
が分配される。Ｄ２フォーマットでは、図６Ｂに示すよ
うに、０、１の各数字で示される２個の回転ヘッドに対
して、各画素データが分配される。以下では、各ヘッド
に対する信号経路をチャンネルと称する。図６は、偶数
フィールドのチャンネル番号を示しており、セグメント
内のチャンネル番号を偶奇セグメントで入れ換えると、
奇数フィールドのチャンネル番号が得られる。

【０００８】ディジタルＶＴＲでは、記録／再生する情
報量が多いので、複数の回転ヘッドを使用するのが一般
的である。磁気ヘッドの場合には、ヘッドクロッグが生
じる可能性がある。ヘッドクロッグが発生すると、その
ヘッドと対応するチャンネルの一時的で、完全に再生情
報が喪失する。複数の回転ヘッドに記録データを分配す
る時に、ヘッドクロッグの影響をなるべく小さくするこ
とが好ましい。上述のＤ１フォーマットあるいはＤ２フ
ォーマットは、一つの回転ヘッドのヘッドクロッグによ
って、空間的に近接する複数の画素データが同時にエラ
ーとなることを防止している。すなわち、一つのチャン
ネルにヘッドクロッグが生じた時でも、そのチャンネル
に含まれる画素の上下および左右の他の４個の画素が他
のチャンネルに含まれる画素となるようにしている。そ
の結果、他のチャンネルに含まれる周辺画素が正しけれ
ば、空間的な相関を利用して、例えば４個の周辺画素の
値の平均値でエラー画素を補間することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近では、Ｄ１フォー
マット、Ｄ２フォーマットのように、画素データを記録
するのと異なり、高能率符号化を採用することによっ
て、ディジタルビデオ信号の情報量を圧縮し、小形の回
転ドラム、テープカセットを使用することが可能なディ
ジタルＶＴＲが提案されている。高能率符号化の方式の
一つとして、変換符号化が知られている。変換符号化、
特に２次元のものは、画像データを例えば（８×８）画
素のブロックに分割し、ブロック毎に直交変換するもの
である。変換成分（係数と称する）は、直流成分から高
周波成分に分けられる。一般的に、直流成分が大きく、
高周波成分が小さいので、各係数に適当なビット数を割
り当てることにより、全体としてビット数が低減され
る。最近では、特にＤＣＴ（Discrete Cosine Transfor
m)が注目されている。

【００１０】変換符号化例えば２次元ＤＣＴを採用する
ディジタルＶＴＲでは、各ブロックの係数データは、直
流成分から高周波成分を含むものであり、係数ブロック
内では、元の画像のような空間的な相関が失われてい
る。然も、画像ブロックから得られた係数ブロックの中
で、一つの係数データがエラーとなった場合に、そのエ
ラーの影響がそのブロックの全体に及ぶ。従って、従来
のディジタルＶＴＲにおける画素単位のチャンネル分配
と同様に、同一ブロック内の係数データを複数のチャン
ネルに分配することにより、そのブロック内でエラーの
係数データの周辺の係数データが正しくなるようにして
も、ブロック内での補間を行うことができない。

【００１１】従って、この発明の目的は、変換符号化を
行った時に、再生側で係数データのエラー修整を良好に
行うことができるディジタルビデオ信号の記録および／
または再生方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の第１のもの
は、入力ディジタルビデオ信号を複数の画素データから
なるブロック単位のデータに細分化し、ブロック毎に入
力ディジタルビデオ信号を圧縮符号化する変換符号化を
行い、変換符号化で生成された係数データを回転ドラム
に装着された複数の磁気ヘッドによって磁気テープに記
録するようにしたディジタルビデオ信号の記録方法にお
いて、係数データを複数の磁気ヘッドに分配する時に、
各磁気ヘッドには、ブロック単位で、五の目状に位置す
る係数データが供給されることを特徴とするディジタル
ビデオ信号の記録方法である。

【００１３】この発明の第２のものは、係数データを複
数の回転ヘッドに分配する時に、各回転ヘッドには、ブ
ロック単位で、五の目状に位置する係数データを供給
し、再生出力のエラーの有無を検出し、再生出力中でエ
ラーが検出された係数データに関して、エラーが含まれ
るブロックの周辺のブロックに含まれる対応する正しい
係数データに基づいてエラーを修整し、エラーが修整さ
れた後に、変換復号化を行うことを特徴とするディジタ
ルビデオ信号の記録／再生方法である。

【００１４】

【作用】係数ブロックの単位で、五の目状にチャンネル
分配がされているので、一つのヘッドのクロッグが生じ
た時に、そのヘッドのチャンネルの係数データを周囲の
同じ次数の係数データの平均値で補間することができ、
再生画像の破綻を防止できる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１は、この実施例の記録系および再生系の信号処
理部を示す。１で々示す入力端子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Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
が供給される。この場合、各信号のクロックレートは上
述のＤ１フォーマットの各コンポーネント信号の周波数
と同一とされる。即ち、それぞれのサンプリング周波数
が１３．５ＭHz、６．７５ＭHzとされ、且つこれらの１
サンプル当たりのビット数が８ビットとされている。こ
の（４：２：２）の入力ビデオ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とりだす
有効情報抽出回路２によってデータ量が圧縮される。有
効情報抽出回路２の出力信号がレイト変換回路３に供給
される。

【００１６】レイト変換回路３において、有効情報抽出
回路２の出力のうち、２つの色差信号のサンプリング周
波数がそれぞれ６．７５ＭHzからその半分に変換され
る。従って、レイト変換回路３の出力データは、（４：
１：１）のビデオデータである。このレイト変換回路３
の出力信号がブロック化回路４に供給され、データの順
序がラスター走査の順序からブロックの順序に変換され
る。ブロック化回路４は、後段に設けられた変換符号化
回路５のために設けられている。

【００１７】この例では、フレーム内変換符号化のため
に、１フレーム内の各フィールドを（４×４）の領域に
分割し、フィールド間で同一の位置にある二つの領域に
より、（８×８）画素のブロックが形成される。図２
は、輝度信号および色差信号の有効領域とブロック化を
それぞれ示す。輝度信号Ｙについては、（７０４画素×
４８０ライン）の有効情報が（８８×６０）ブロックに
分割される。色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙについては、（１
７６画素×４８０ライン）の有効情報が（２２×６０）
ブロックに分割される。各ブロックに付された数字１あ
るいは２は、後述するように、チャンネル番号を表す。

【００１８】ブロック化回路４の出力信号が供給される
変換符号化回路５は、一例として、ＤＣＴの変換回路、
量子化回路、可変長符号化回路から構成されるＤＣＴ符
号化回路である。この場合、圧縮率の向上のために、フ
レーム間差分符号化、動き補償を併用しても良い。変換
符号化回路５の出力信号がフレーム化回路６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６では、画像系のクロックと記録系のクロックと
の乗り換えが行われる。輝度信号、二つの色差信号に関
して、ブロック化の処理、変換符号化の処理がそれぞれ
なされ、フレーム化回路６で、これらの成分の混合がな
される。

【００１９】フレーム化回路６の出力信号がエラー訂正
符号のパリティ発生回路７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７の出力信
号がチャンネル符号化回路８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ンネルコーディングが
なされる。チャンネル符号化回路８の出力信号が記録ア
ンプ９Ａ、９Ｂと回転トランス（図示せず）を介して磁
気ヘッドＨ１、Ｈ２に供給され、磁気テープＴに記録さ
れる。このチャンネル符号化回路８には、チャンネル符
号化された記録データをヘッドＨ１およびＨ２に分配す
る回路も設けられている。

【００２０】この一実施例では、図２に示すように、ヘ
ッドＨ１によって記録される係数データとヘッドＨ２に
より記録される係数データとが各コンポーネントについ
て、ブロック単位でクインカンクス(quincunx)状に配置
されるように、チャンネル分配がなされる。なお、この
チャンネル分配の処理は、チャンネル符号化回路８より
前で行っても良い。また、この発明との関係が少ないた
めに、その説明を省略したが、ＰＣＭオーディオデー
タ、補助的なサブデータ、トラッキング用のパイロット
信号等も記録信号中に含まれる。

【００２１】次に、再生側の構成について図２を参照し
て説明する。磁気ヘッドＨ１、Ｈ２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１１Ａ、１
１Ｂを介してチャンネル復号化回路１２に供給される。
チャンネル復号化回路１２において、チャンネルコーデ
ィングの復調がされ、チャンネル復号化回路１２の出力
信号がＴＢＣ回路（時間軸補正回路）１３に供給され
る。このＴＢＣ回路１３において、再生信号の時間軸変
動成分が除去される。

【００２２】ＴＢＣ回路１３からの再生データがＥＣＣ
回路１４に供給され、エラー訂正符号を用いたエラー訂
正が行われる。ＥＣＣ回路１４は、ＤＣＴで発生した係
数データに関するエラー訂正を行う。このＥＣＣ回路１
４のエラー訂正がされた後のエラーの有無を示すエラー
フラグＥＦが発生し、再生データとともに、後段に送ら
れる。ＥＣＣ回路１４では、（８×８）の係数データの
それぞれのエラーフラグＥＦが生成される。一つの係数
ブロック内の６４個の係数データが全てのエラーとなる
ことがエラーフラグＥＦから検出される時には、ヘッド
クロッグが生じているものと判断される。ヘッドクロッ
グの検出は、再生ＲＦ信号のエンベロープレベルから行
うこともできる。ＥＣＣ回路１４の出力信号がフレーム
分解回路１５に供給される。

【００２３】フレーム分解回路１５によって、各成分の
再生信号が分離されるとともに、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１５からの係数データがエラー修整回路１６に供
給される。エラー修整回路１６では、後述のように、ク
インカンクス状のチャンネル分配を利用し、エラーであ
る係数データがエラーフラグＥＦを参照して修整され
る。エラー修整回路１６の出力データが変換復号化回路
１７に供給される。変換復号化回路１７は、可変長符号
の復号化回路、逆ＤＣＴ回路等を含み、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。

【００２４】変換復号化回路１７からの復元データがブ
ロック分解回路１８に供給される。ブロック分解回路１
８は、記録側のブロック化回路４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。エラー
修整の処理、変換復号化、ブロック分解は、輝度信号、
二つの色差信号の各成分毎になされる。そして、ブロッ
ク分解回路１８からの復元データがレイト逆変換回路１
９に供給される。レイト逆変換回路１９では、補間回路
によって、二つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに関して、間
引かれた画素のデータが補間される。レイト逆変換回路
１９の出力端子２０には、（４：２：２）のコンポーネ
ント信号が取り出される。

【００２５】上述の磁気ヘッドＨ１、Ｈ２は、図３Ａに
示すように、回転ドラム２１に対して、１８０°の対向
間隔で取りつけられている。或いは図３Ｂに示すよう
に、磁気ヘッドＨ１、Ｈ２が段差を有するように、一体
構造とされた形でドラム２１に取りつけられる。ドラム
２１の周面には、１８０°よりやや大きいか、またはや
や少ない巻き付け角で磁気テープが斜めに巻きつけられ
ている。ドラム２１は、ＮＴＳＣ方式で例えば９０００
rpm で回転される。図３Ａに示すヘッド配置では、磁気
テープに対して磁気ヘッドＨ１、Ｈ２が交互に接し、図
３Ｂに示すヘッド配置では、磁気ヘッドＨ１、Ｈ２が同
時に磁気テープを走査する。

【００２６】磁気ヘッドＨ１、Ｈ２のそれぞれのギャッ
プの延長方向（アジマス角と称する）が異ならされてい
る。すなわち、図３Ｃに示すように、磁気ヘッドＨ１と
Ｈ２との間に、±θ（例えば±２０°）のアジマス角が
設定されている。このアジマス角の相違により、再生時
には、アジマス損失により、隣合うトラック間のクロス
トーク量を低減することができる。

【００２７】上述の一実施例におけるエラー修整回路１
６でなされるエラー修整について、図４を参照して説明
する。図４は、１フレーム中の一部の係数データブロッ
クを示す。各係数データブロックには、（８×８）の係
数データＣ11、Ｃ12、・・・・・・、Ｃ88が含まれる。
ブロックの左上隅の係数データＣ11が直流成分と対応す
るもので、この係数データＣ11から離れているものほ
ど、高い周波成分の係数データとなる。Ｈ１、Ｈ２は、
そのブロックを記録するのに使用される磁気ヘッド、す
なわちチャンネルを表す。

【００２８】磁気ヘッドＨ１にクロッグが生じた場合を
想定すると、磁気ヘッドＨ１からは、係数データが全く
再生できなくなる。係数ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲ま
れた係数ブロックＥに注目すると、このブロックＥの各
係数データは、周囲のブロックの係数データで補間され
る。すなわち、係数データの中で、次数が同一のものの
平均値でブロックＥの係数データが補間される。数式で
示すと、 ＥＣij＝１／４（ＡＣij＋ＢＣij＋ＣＣij＋ＤＣij） で補間される。空間的に近接しているブロック間には、
画像データの空間的な相関が存在しているので、変換符
号化で得られた、これらのブロック間の係数データの間
にも、相関がある。従って、上述の周囲の正しい係数デ
ータの平均値でエラーである係数データを補間すること
で、エラー修整がなされる。磁気ヘッドＨ２にクロッグ
が生じた時も、同様にして磁気ヘッドＨ２で再生される
べき係数データを補間することができる。さらに、ドロ
ップアウトの期間でも、殆ど再生データが得られない
が、ドロップアウトが全てのチャンネルで同時に発生す
ることは少なく、この発明は、ドロップアウト対策とし
ても有効である。

【００２９】エラー修整回路１６は、ヘッドクロッグ時
あるいはドロップアウト時にのみ動作するようにして良
く、あるいは、これらによらないエラーの修整にも使用
しても良い。すなわち、図４中のブロックＥの係数デー
タの一部がエラーである場合には、そのエラーと同一の
次数の周囲のブロックＡ〜Ｄの正しい係数データを使用
した補間がなされる。

【００３０】なお、エラー修整の方法としては、４個の
対応係数データが全て正しくない時に、そのうちの正し
い係数データのみを使用した方法も可能である。また、
この発明は、３個以上の磁気ヘッドを使用する場合にも
適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、複数の磁気ヘッドで
係数データを記録する時に、一つの磁気ヘッドにクロッ
グが生じたり、ドロップアウトが生じても、そのヘッド
からの再生データを効果的に修整することができ、良好
な再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における信号処理部の構成
を示すブロック図である。

【図２】コンポーネント毎の有効情報の抽出およびブロ
ック化を示す略線図である。

【図３】ヘッド配置およびヘッドのアジマスの説明に用
いる略線図である。

【図４】エラー修整動作の説明に用いる略線図である。

【図５】従来のディジタルＶＴＲの有効情報抽出を示す
略線図である。

【図６】従来のディジタルＶＴＲのチャンネル分配を示
す略線図である。

【符号の説明】

Ｈ１、Ｈ２ 磁気ヘッド １ コンポーネント信号の入力端子 ４ ブロック化回路 ５ 変換符号化回路 １１ チャンネルエンコーダ １６ エラー修整回路 １７ 変換復号化回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ディジタルビデオ信号を複数の画素
   データからなるブロック単位のデータに細分化し、上記
   ブロック毎に上記入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号
   化する変換符号化を行い、上記変換符号化で生成された
   係数データを回転ドラムに装着された複数の磁気ヘッド
   によって磁気テープに記録するようにしたディジタルビ
   デオ信号の記録方法において、 上記係数データを上記複数の磁気ヘッドに分配する時
   に、各磁気ヘッドには、上記ブロック単位で、五の目状
   に位置する上記係数データが供給されることを特徴とす
   るディジタルビデオ信号の記録方法。
2. 【請求項２】 入力ディジタルビデオ信号を複数の画素
   データからなるブロック単位のデータに細分化し、上記
   ブロック毎に上記入力ディジタルビデオ信号を圧縮符号
   化する変換符号化を行い、上記変換符号化で生成された
   係数データを回転ドラムに装着された複数の磁気ヘッド
   によって磁気テープに記録し、上記磁気テープからの再
   生信号を変換復号化し、上記変換復号化出力をブロック
   分解するようにしたディジタルビデオ信号の記録／再生
   方法において、 上記係数データを上記複数の回転ヘッドに分配する時
   に、各回転ヘッドには、上記ブロック単位で、五の目状
   に位置する上記係数データを供給し、 上記再生出力のエラーの有無を検出し、 上記再生出力中でエラーが検出された上記係数データに
   関して、上記エラーが含まれるブロックの周辺のブロッ
   クに含まれる対応する正しい係数データに基づいて上記
   エラーを修整し、 上記エラーが修整された後に、上記変換復号化を行うこ
   とを特徴とするディジタルビデオ信号の記録／再生方
   法。